Схемы обвязки котла твердотопливного

Подключение твердотопливного котла к гравитационной системе отопления

Гравитационная система отопления характеризуется естественной циркуляцией теплоносителя в системе отопления. При нагревании теплоносителя горячая вода от котла вытесняет более холодную, отдавшую тепло посредством радиаторов отопления. Остывшая вода поступает в котел, цикл повторяется и тем самым поддерживается непрерывная циркуляция.

Рассмотрим самую простую схему обвязки твердотопливного котла в системе с расширительным баком открытого типа (система гравитационного типа):

Несмотря на минимальное количество компонентов, система содержит все необходимое для безопасной эксплуатации котла. Под безопасностью подразумевается защита от перегрева и повышения давления в системе. Постоянная циркуляция воды позволяет не допустить перегрева котла. При этом нужно помнить о важных правилах организации гравитационной системы отопления: 

• Одним из важных параметров системы выступает величина циркуляционного напора — расстояние от центра отопительного прибора до центра отопительного котла. Чем выше этот показатель, тем эффективнее работа всей системы. Отопительные приборы должны быть расположены хотя бы на 30 — 50 см выше котла.
• Хотя бы один контур в гравитационной системе должен быть неотсекаемым. Это значит, что циркуляция теплоносителя в нем при работающем котле не должна прерываться ни при каких условиях.

Избежать превышения допустимого давления в котле позволяет расширительный бак. Он может быть как открытого типа, так и мембранным:

• Высота расположения расширительного бака открытого типа относительно котла определяет давление в котле, которое обычно ограничивается значением 2–2,5 бара для стальных котлов и 4 бара — для чугунных секционных. Такой бак являясь местом попадания в теплоноситель кислорода из воздуха не несет почти никакой угрозы долговечности чугунного котла, но грозит сокращением срока службы стального котла из-за коррозии.
• Мембранный расширительный бак превращает систему отопления в закрытый объем и компенсирует объемные изменения теплоносителя, происходящих при его нагреве и охлаждении.

Схема обвязки твердотопливного котла в гравитационной системе отопления с мембранным расширительным баком:

Расположив в одной из ветвей гравитационной системы отопления бак-водонагреватель (установка не менее чем на 30 см выше котла) можно получить горячую воду для бытовых нужд. При этом процесс нагрева воды будет саморегулирующийся. Как только жидкость нагреется, исчезнет разница температур в прямой и обратной линиях, и на выходе из котла циркуляция через контур прекратится. После использования горячей воды температура в баке понизится, что приведет к возобновлению циркуляции теплоносителя. Необходимым элементом такой схемы приготовления горячей воды является термостатический смеситель.

Изготовители твердотопливных котлов регламентируют не только максимальные давление, температуру, но и минимальную температуру котловой воды (50-65°С) или минимальную температуру воды в обратной линии (45-50°С). Чтобы обеспечить соблюдение этого требования в гравитационной системе, необходимо минимизировать перепад температур. Достигается это за счет увеличения скорости протока для меньшего остывания воды в системе отопления. На скорость потока влияет гидравлическое сопротивление системы — чем оно меньше, тем лучше. Уменьшить сопротивление потоку можно за счет применения труб большего диаметра, отопительных приборов с большим сечением каналов.

Подведем промежуточный итог. Достоинства гравитационной системы отопления — простота и независимость от электроснабжения. К недостаткам можно отнести слабую управляемость, необходимость в частых дозагрузках котла и неэкономичный расход топлива.

Подключение твердотопливного котла к системе отопления с принудительной циркуляцией

По сравнению с гравитационной системой больше возможностей предоставляет система отопления с принудительной циркуляцией. Рассмотрим схему обвязки твердотопливного котла в системе отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя:

Помимо того, что в такую систему устанавливается насос для принудительной циркуляции теплоносителя (10), важно также отменить наличие в обвязке трехходового термического вентиля (5). Данный вентиль решает проблему поддержания минимальной температуры котловой воды путем подмеса в обратную линию воды из линии подачи. При повышении температуры на входе в котел, вентиль между подачей и обраткой закрывается и подмес прекращается.

Еще одной особенностью системы отопления с принудительной циркуляцией является отсутствие ограничения на гидравлическое сопротивление трубопроводов и арматуры. В связи с этим становится возможным регулирование теплоотдачи отопительных приборов (7) с помощью термостатических вентилей (11). Последствием такого комфортного регулирования может стать перегрев котла из-за превышения его текущей производительности над потреблением тепла системой отопления.

Пожалуй самый существенный недостаток системы отопления с принудительной циркуляцией — угроза перегрева котла и выхода его из строя из-за остановки циркуляционного насоса из-за нестабильного электроснабжения.

Аварийный теплообменник в схеме обвязки котла

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

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

Когда значение температуры котловой воды достигает предельно допустимого значения, срабатывает настроенный на эту температуру термоклапан и открывает проток через теплообменник холодной воды. Холодная вода отобрав избыточное далее отправляется в канализацию. В этом и заключается принцип действия аварийного теплообменника.

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

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

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

Примерная схема обвязки твердотопливного котла с баком-аккумулятором: