Обвязка буферной емкости твердотопливного котла – типовые схемы размещения основных элементов

Содержание

Подключение буферной емкости к твердотопливному котлу

Схема обвязки твердотопливного котла

Теплогенераторы, черпающие энергию от разных видов твердого топлива, имеют свои особенности работы, которые следует учитывать при подключении к системе отопления. Поэтому схема обвязки твердотопливного котла включает в себя несколько обязательных элементов и устройств, обеспечивающих долговечную работу агрегата и его защиту при нештатных ситуациях.

Особенности эксплуатации твердотопливных котлов

Процесс горения древесины или угля несколько сложнее, чем сжигание того же метана (природного газа). Метан – простое неорганическое соединение, разлагающееся при высокой температуре на углекислый газ и воду с некоторой примесью угарного газа. Дерево и уголь – это сложные органические вещества, которые при сжигании образуют несколько веществ и газов, часть из них агрессивны. Это накладывает свой отпечаток на долговечность работы теплогенератора. Индивидуальная обвязка твердотопливных котлов делается для того, чтобы создать оптимальный рабочий режим и тем самым продлить им срок эксплуатации.

Одна из особенностей работы водогрейных агрегатов, сжигающих твердое топливо, проявляется после розжига топки и выхода на рабочий режим. Если монтаж трубопроводов отопления выполнить напрямую к отопительной установке и во время разогрева пропускать через водяную рубашку агрегата холодную воду, то на внутренних стенках топки начнет интенсивно выделяться конденсат. Он вступает в реакцию с продуктами горения, смешивается с золой и намертво пристает к металлической или чугунной поверхности. Результаты следующие:

  1. Стальные стенки камеры сгорания разъедаются коррозией.
  2. Чугунная топка не так подвержена коррозии, но ее шероховатая поверхность способствует прилипанию налета, который удалить очень трудно. Такой же налет появится и на стенках камеры из стали.

Для успешной борьбы с конденсатом надо выполнить малый контур циркуляции с трехходовым клапаном, подключение твердотопливного котла к системе отопления не рекомендуется осуществлять напрямую.

Из правила есть одно исключение-при подключении теплогенератора к самотечной системе отопления, функционирующей без циркуляционного насоса, монтаж допускается осуществлять напрямую. Теплоноситель здесь течет по принципу конвекции, по мере разогрева увеличивая скорость движения, конденсат при этом не появляется. Правда, это возможно лишь при малой мощности отопительного оборудования и в небольших домах.

Еще одна особенность работы отопительных установок на дровах – инерционность. Когда температура воды в системе достаточна, автоматика закрывает доступ воздуха в топку и останавливает процесс. Тем не менее еще какое-то время горение продолжается, температура теплоносителя превышает заданную. Такое же явление наблюдается при остановке циркуляционного насоса в результате отключения электроэнергии. Вода в рубашке может вскипеть, образуя пар, и разрушить оболочку либо порвать трубы. Чтобы этого избежать, на подающий трубопровод или прямо в бак котловой воды устанавливается группа безопасности со сбросным клапаном, настроенным на определенное критическое давление.

Схема подключения в систему отопления

Ниже представлена детальная типовая обвязка твердотопливного котла полипропиленом с малым контуром и узлом смешивания.

Назначение смесительного узла – не пропустить холодную воду из обратного трубопровода в водяную рубашку теплогенератора. Трехходовой клапан, настроенный на температуру не ниже 45º, замыкает движение теплоносителя по малому кругу до тех пор, пока его температура не достигнет установленного значения. После этого клапан подмешивает в обратный трубопровод воду из системы. Для того чтобы очищать ее от накипи и шлама, перед трехходовым краном ставится фильтр – грязевик. При этом устанавливать его нужно точно в таком положении, как изображено на схеме, вертикальный монтаж фильтра является ошибкой.

Обвязка котла с буферной емкостью


Многие производители настоятельно рекомендуют использовать теплоаккумулятор. Буферная емкость для котла используется по следующим причинам:

  • При закрытии воздушной заслонки в камере происходит тление древесины при недостаточном количестве кислорода, а это приводит к повышению доли угарного газа (СО) в продуктах горения и увеличению загрязнения окружающей среды. Поэтому твердотопливный котел должен работать на средней или полной мощности, накапливая излишнее тепло в баке – аккумуляторе.
  • После прогорания дров и угасания топки энергии, содержащейся в накопителе, хватит на какое-то время для обогрева дома. Длительность это промежутка времени зависит от объема бака.

На рисунке представлена схема обвязки твердотопливного котла с баком аккумулятором, малым контуром циркуляции и двумя смесительными узлами. Стрелками на ней показана циркуляция теплоносителя.

Альтернативой предыдущим способам подключения является обвязка твердотопливного котла с буферной емкостью (гидрострелкой). Схема подключения несколько напоминает предыдущую с той разницей, что гидрострелка не служит накопителем тепла, а предназначена для гидравлического разделения котлового контура с остальными ветвями отопления. Последних может быть множество: радиаторное отопление, теплые полы, бойлер косвенного нагрева воды для ГВС. При этом температура теплоносителя в каждой ветви нужна разная. Ниже показана схема подключения твердотопливного котла с буферной емкостью и распределительным коллектором на бойлер и систему радиаторного отопления.

1 – теплогенератор; 2 – термодатчик; 3 – трехходовой клапан котлового контура; 4 – мембранный расширительный бак; 5 – буферная емкость; 6 – радиаторы; 7 – циркуляционный насос отопительного контура; 8 — трехходовой клапан контура отопления; 9 – комнатный терморегулятор; 10 – бойлер косвенного нагрева; 11 — циркуляционный насос контура нагрева ГВС; 12 – группа безопасности.

Совместная работа с электрическими котлами

Очень часто водонагреватели на дровах или угле становятся вторым отопительным агрегатом в помещении топочной, где уже есть газовая или электрическая установка. Их потребуется правильно связать между собой для корректной совместной работы, чтобы один агрегат подстраховывал другой. Это очень удобно, например, когда в одном из них прогорит весь уголь. Тогда автоматически включается электрический или газовый водонагреватель. Типовая схема обвязки твердотопливного котла и электрокотла показана на следующем рисунке. Подразумевается, что в электрическом отопителе встроен собственный циркуляционный насос.

Заключение

Представленные схемы наиболее распространены в силу их простоты и надежности, в действительности различных способов подключения есть гораздо больше. Выбирать для себя подходящий лучше с помощью специалиста с учетом всех факторов и пожеланий.

Рекомендуем:

Как сделать отопление в частном доме — подробное руководство Схемы подключения твердотопливного котла Монтаж твердотопливного котла в частном доме

Буферная емкость для твердотопливного котла

Нередко котел, работающий на твердом топливе, становится единственным вариантом, который можно всерьез рассматривать в качестве основного источник тепловой энергии для отопления дома. Стандартная ситуация для многих небольших населенных пунктов и загородных поселков – газовые магистрали еще не дотянулись до каждого потребителя, или их прокладка непосредственно к дому сопряжена с неподъемными расходами. Электрическое отопление, ввиду высокой стоимости электроэнергии, видится нерентабельным. Но зато местные условия характеризуются широкой доступностью и невысокой ценой дров или угля. Решение напрашивается само собой…

Буферная емкость для твердотопливного котла

Но вот проблема: работа твердотопливного оборудования всегда сопряжена с определенной цикличностью – пиковой выработкой тепловой энергии, даже в избыточных количествах, во время основной фазы горения топливной закладки, с постепенным снижением практически до нуля в периоды простоя. Постоянно пополнять топливо в котле неудобно по целому ряду причин, невыгодно, а во многих моделях – и вовсе технологически невозможно. Можно ли сделать так, чтобы эффективность работы системы отопления не страдала от этой выраженной неравномерности поступления энергии, чтобы в период горения топливной закладки создавался запас избыточного тепла, который можно будет затем полезно применить, а не «выкидывать в трубу»? Да, это вполне возможно – подобную проблему успешно решает буферная емкость для твердотопливного котла.

Основное предназначение буферной емкости

Буферная емкость (которую также часто называют теплоаккумулятором), предназначена для накопления выработанной тепловой энергии для ее дальнейшего рационального использования в целях отопления и обеспечения жилья горячей водой. Она может применяться не только с твердотопливным оборудованием – рассмотрим три наиболее характерных разноплановых примера.

  • Наиболее часто применяемый вариант – это связка «твердотопливный котел – буферный бак». О работе такой пары уже вскользь упоминалось выше, но сейчас – чуть подробнее.

Работа бытового твердотопливного котельного оборудования всегда характеризуется выраженной цикличностью

Итак, первичная стадия – котел загружается дровами. С их розжигом максимальная мощность достигается не сразу, а постепенно. На пике горения топливной загрузки наблюдаются самые высокие температуры. Затем следует стадия постепенного снижения теплоотдачи, и при полном прогорании закладки процесс выработки тепловой энергии прекращается полностью. Это свойственно всем котлам, в том числе – и длительного горения, и разница лишь в длительности периодов (исключение составляют лишь приборы с автоматической подачей гранулированного топлива).

Столь точных настроек генерации тепловой энергии, как это реализовано в электрических и современных газовых котлах, с привязкой к необходимому текущему уровню ее потребления, достигнуть не получается. Значит, в период розжига, выхода на номинальную мощность, а затем —остывания, и тем более – вынужденного простоя котельного оборудования, тепловой энергии для нормальной работы системы отопления может недоставать. Но зато в пиковой фазе горения – она явно избыточна, и немалая ее часть в буквальном смысле слова «вылетает в трубу». В итоге – ненужный расход топлива, наряду с необходимостью проводить частые загрузки.

  • Электрическое отопление – дорогой вариант, и все же такие котлы ставят, причем нередко — в связке с твердотопливными. Но при этом, естественно, выгоднее использовать этот принцип получения тепловой энергии в период действия льготных тарифов – ночных или воскресного дня.

Теплоаккумулятор даст возможность по максимуму использовать для отопления ночные льготные тарифы на электроэнергию

Напрашивается решение – включать по максимуму электрооборудование в часы минимальной стоимости киловатта, а потом в течение дня использовать выработанную им энергию.

  • Постепенно перестают быть «экзотикой» солнечные коллекторы. Этот бесплатный (если не считать первичного вложения в оборудование) источник тепловой энергии способен если не полностью удовлетворить потребности в ней, то, по крайней мере – внести значимый вклад в общую «копилку».

Применение солнечных коллекторов для отопления также будет эффективным только при наличии аккумулирующей емкости.

Излишне, наверное, говорить, что поступление солнечной энергии – крайне неравномерно, так как зависит и от времени суток, и от текущих погодных условий. Надеяться только на такой источник тепла – нельзя, но вот по максимуму использовать потенциал ясных солнечных дней – можно и нужно.

Все рассмотренные выше примеры, очевидно, объединяет одно – необходимость накопления тепловой энергии в период ее максимальной выработки для последующего рационального использования в той фазе работы системы отопления, когда поступление тепла минимально или вовсе отсутствует. Именно эту роль и выполняют буферные емкости (теплооаккумуляторы).

Принцип их работы – несложен: в качестве исходного «пункта» взята высокая теплоемкость воды. Если сравнить теплотехнические характеристики веществ, то можно убедиться, что всего один литр воды, остывающий на один градус, отдает тепловой потенциал, достаточный для нагрева кубического метра воздуха на 4 градуса. Значит, если в период пиковой выработки энергии передавать ее определенному объему воды, заключённому в надежную термоизоляцию, то этого «заряда» может хватить для обогрева помещений в течение определённого времени, когда поступление энергии извне в силу тех или иных причин прекращается.

Рассмотрим на схеме:

Общая схема работы буферной емкости (теплоаккумулятора)

Итак, буферная ёмкость или теплоаккумулятор (на схеме – ТА ) – это прочный, хорошо термоизолированный герметичный бак, вертикального исполнения, чаще всего – цилиндрической формы. В емкость врезано несколько пар патрубков: в простейшем, рассматриваемом для примера случае – две пары. Одна из них подключена к «малому контуру» – к твердотопливному котлу (КТ ), вторая – к разведённому по помещениям здания отопительному контуру (ОК ). Каждый из контуров – независим, и имеет собственную систему циркуляции теплоносителя.

  • Первая стадия работы – котел загружен и запущен. Сосенный циркуляционный насос этого «малого контура» (Нкт ) обеспечивает перекачивание теплоносителя через теплообменник котла. При этом поступление в котел производится из нижней области теплоаккумулятора, а разогретый теплоноситель подаётся в его верхнюю часть. При такой схеме работы вертикальное перемешивание теплоносителя выражено слабо – за счет существенной разницы в плотности горячей и более холодной жидкой среды. Иными словами, будет более выражено постепенное заполнение горячей водой всего объема буферной емкости.

Получается, что энергия топлива не расходуется понапрасну и не выбрасывается в атмосферу (если не считать неизбежных потерь, которые характеризуются паспортным КПД оборудования). Тепловая энергия, выработанная за счет сжигания топливной закладки перенесена накоплена, а за счет эффективной термоизоляции теплоаккумулятора – может сохраняться достаточно долго (счет нередко идет не на часы, а даже на дни).

  • Вторая стадия – топливная закладка полностью прогорела, притока тепловой энергии нет. Но система отопления от этого работать не перестаёт. Собственная система циркуляции с насосом (Нок ) обеспечивает прокачку теплоносителя по приборам теплообмена (радиаторам отопления). При этом труба подачи подключена в верхней части буферной емкости, то есть забирается разогретая вода, снизу по обратке поступает охлаждённая. И опять же – нет интенсивного перемешивания, из-за разности в плотности. Теплоаккумулятор постепенно отдаёт свой «тепловой заряд», остывая снизу вверх.

Циклы в примере показаны разнесенными, но на деле, естественно, и в процессе топки котла идет обор энергии на радиаторы отопления. Буферная емкость, таким образом, накапливает именно избыточное, невостребованное в текущий момент количество тепла. Если подобран оптимальный теплоаккумулятор, правильно смонтирована и настроена вся система отопления, то потери тепловой энергии сводятся к минимуму, энергетический потенциал топлива расходуется в полной мере, и к моменту прогорания каждой закладки дров хозяева имеют в своем распоряжения полностью «заряженный» накопительный источник тепла.

В случае с электрическим котлом систему настраивают таким образом, чтобы по максимуму «загрузиться» теплом во время действия льготного тарифа, а затем пользоваться этим в течение дня.

Разнообразие конструкций буферных емкостей и схем их подключения

В этом разделе публикации рассмотрим конструктивные особенности основных типов буферных емкостей (они могут существенно различаться).

Основные конструктивные типы теплоаккумуляторов

Как делается обвязка твердотопливного котла

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.

В чем отличие твердотопливных котлов

Помимо того, что эти источники тепла производят тепловую энергию, сжигая различные виды твердого топлива, они имеют ряд других отличий от других теплогенераторов. Эти отличия как раз и являются следствием сжигания древесины, их надо воспринимать как данность и всегда учитывать при подсоединении котла к системе водяного отопления. Особенности заключаются вот в чем:

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

Примечание. 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.

Такой налет служит теплоизолятором и снижает КПД 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

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:

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:

  1. Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
  2. 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.
  3. Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
  4. 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:

  1. Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
  2. 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:

Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix

Примечание. 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:

Измеряя температуру Т1 и Т2, можно настроить послойную загрузку емкости балансировочным вентилем

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, нужна 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.

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:

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:


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.

Рекомендуем:

Как сделать горелку Бабингтона Как правильно выбрать твердотопливный котёл длительного горения Почему тухнет газовый котел и как устранить неисправность своими руками

Источники: http://cotlix.com/sxema-obvyazki-tverdotoplivnogo-kotla-podklyuchenie-k-sisteme-otopleniya, http://otoplenie-expert.com/elementy-otopleniya/bufernaya-emkost-dlya-tverdotoplivnogo-kotla.html, http://otivent.com/obvyazka-tverdotoplivnogo-kotla

teplosten24.ru

схема обвязки с буферной емкостью

Котлы твердотопливные, в отличие от газовых либо электрических, зачастую не оборудуются группой безопасности, циркуляционным насосом, приборами управления и регулирования. В этой связи обвязка твердотопливного котла отопления — важнейшая процедура, от которой зависит эффективность и безаварийность работы отопительной системы дома. Именно по этой причине следует включить в схему установки котла приборы и отдельные узлы, обеспечивающие бесперебойную и безопасную работу отопителя, защиту его в непредвиденных обстоятельствах.

Назначение и особенности обвязки

Получение тепловой энергии в твердотопливных котлах осуществляется путем сгорания твердого топлива, однако, это не единственное их отличие от других теплогенераторов, например, с электрическим питанием.

ТТ-котлы обладают двумя основными особенностями:

  • повышенной инерционностью, выражающейся в невозможности одномоментно прекратить горение в камере сжигания;
  • возникновением в топливном отсеке конденсата, обусловленном поступлением в бак котла холодного теплоносителя.

Обвязка котлов выполняется не только для обеспечения безопасного и рационального режима работы системы, она также:

  • следит за наличием требуемого количества теплоносителя;
  • распространяет разогретую жидкость по приборам отопления, сохраняет оптимальную температуру;
  • контролирует давление в системе, оберегая отопитель и контуры от воздействия критических давлений;
  • стравливает воздух, не допуская образования воздушных пробок;
  • не допускает засорения трубопровода;
  • регулирует продолжительность нагревания;
  • посредством насосного оборудования распространяет теплоноситель по контурам с различными настройками.

Обвязка котла служит обеспечением безопасного режима работы системы

Таким образом, каждый элемент обвязки имеет важнейшее значение для работы котла, а при перегрузках контролирующий прибор останавливает циркуляцию.

Как правильно сделать обвязку твердотопливного котла? Основное требование, которому необходимо неукоснительно следовать — это соблюдение максимально допустимой разности температур подачи и обратки в 20°С. Повышение дельты неминуемо приведет к возникновению конденсата.

Не менее важным является и величина допустимых значений давления. Для слежения за допустимыми колебаниями температуры и давления в схему обвязки обязательно включаются необходимые контролирующие приборы, функционирующие в автоматическом режиме.

Наиболее удобным считается принудительный тип циркуляции, предоставляющий для контроля широкие возможности. Такой вариант также прост в монтаже.

Естественная циркуляция позволяет устанавливать средства автоматического контроля, не требующие подключения к электросети.

Недостатками последнего варианта можно назвать:

  • затрудненность выдерживания температурного режима в различных частях контура;
  • потребность в установке труб большего диаметра, так как для естественной циркуляции характерен безнапорный режим течения теплоносителя;
  • необходимость в расположении труб строго под определенным углом к отопительным приборам, благодаря чему обеспечивается перемещение теплоносителя под воздействием гравитационных сил.

Такой способ может быть реализован только в одноконтурных сетях малой протяженности, например в одноэтажном доме. В противном случае часть радиаторов будет получать уже ставший холодным теплоноситель.

Чтобы правильно обвязать твердотопливный котел нужно минимизировать количество запорной арматуры, являющейся для перемещения теплоносителя лишним препятствием. Расширительный бачок необходимо разместить в высшей точке контура.

Схемы обвязки

Обвязка ТТ котла выполняется несколькими способами. Выбор в пользу одной из них диктуется индивидуальными особенностями: количеством комнат, числом отопительных контуров, местом расположения котла и его типом. Также здесь играет роль и финансовый вопрос.

С естественной циркуляцией в системе открытого типа

Такая схема обвязки твердотопливного котла, иное название которой «гравитационная» является наиболее распространенной.

Ее преимущества:

  • высокая производительность;
  • упрощение конструкции и монтажа;
  • безопасность;
  • относительно небольшие затраты на приобретение необходимых деталей;
  • энергонезависимость — даже при отсутствии электроэнергии нагрев теплоносителя и его распространение по радиаторам не прекратится.

Схема обвязки с естественной циркуляцией в системе открытого типа

Подключение котла согласно такой схеме вызовет определенные сложности в управлении системой, а именно — снижение возможности контроля температуры теплоносителя. Увеличивается расход топлива, воздух из расширителя может просочиться в трубы, что приведет к их постепенной коррозии.

Как правильно обвязать по данной схеме? При обвязке твердотопливного котла в соответствии с такой схемой, перепад высоты между батареями и котлом должен быть равен не менее 0,5 м, что служит гарантией беспрепятственной циркуляции жидкости.

Необходимо свести к минимуму количество запорной арматуры, уменьшающей внутренний диаметр магистрали, из-за чего снижается циркуляция теплоносителя.

В процессе установки труб нельзя забывать о необходимости придания уклона в сторону перемещения жидкости, который должен составлять порядка 5-7 мм на каждый метр. Для более активного движения теплоносителя диаметр труб следует подбирать немного большим, нежели требуется по расчету.

С естественной циркуляцией в системе закрытого типа

Котел отопления обвязывается по такой схеме с использованием мембранного бака, располагающегося на уровне «обратки». Объем этого бака должен быть равным примерно 10% от полного объема находящейся в системе жидкости.

Помимо бака потребуется установка на выходе системы также и предохранительного клапана, подключающегося к домашней канализационной сети, а также «воздушника». Эти два элемента могут ставиться как отдельно друг от друга, так и быть связанными в один узел, образуя группу безопасности.

Схема обвязки с естественной циркуляцией в системе закрытого типа

С буферной емкостью

Буферная емкость ставится исходя из следующих соображений.

При закрывании в камере горения шибера происходит тление древесины (наиболее часто использующегося вида твердого топлива), что влечет к повышению содержания в продуктах горения угарного газа и загрязнению атмосферного воздуха. Потому топливный котел должен работать не на минимальной, а на средней либо полной мощности, скапливая при этом излишки тепла в аккумуляторном баке.

После того как дрова прогорели и погасли, находящейся в накопителе энергии хватит для обогрева дома на протяжении определенного времени. Продолжительность зависит от объема накопителя с баком.

Если рассмотреть вопрос с другой стороны, то при максимальном горении значительно увеличивается температура теплоносителя, а вместе с ней, соответственно, и расход топлива, что не может устраивать большинство домовладельцев. Решение такой проблемы одно — установить буферную емкость и включить ее в схему обвязки твердотопливного котла в качестве теплоаккумулятора, устанавливающегося между отопительным контуром и котлом.

Схема системы отопления с буферной ёмкостью

Теплоаккумулятор разделяет систему на две части: отопительный контур и саму обвязку теплогенератора. Включение в схему аккумулятора тепла позволяет также создать резерв нагретого теплоносителя для непредвиденных ситуаций.

При максимальном горении в топке буферная емкость загружает тепло в себя, становясь своеобразным аккумулятором, а при ослабевании горения или затухании передает его в отопительную сеть.

Регулирование температуры подающегося в батареи теплоносителя осуществляется посредством второго циркуляционного насоса и смесительного трехходового клапана. После затухания дров в топке на протяжении нескольких часов не нужно добавлять топливо в котел, так как все это время отопление дома будет осуществлять буферная емкость. Продолжительность обогрева зависит от ее вместительности и температуры нагрева.

Для эффективной и бесперебойной работы твердотопливного котла с буферной ёмкостью необходимо, чтобы его мощности хватало и для обогрева помещений, и для загрузки аккумулятора. Исходя из опыта, мощность котла должна быть вдвое выше расчетной. Еще один момент: производительность насосов следует подбирать с таким расчетом, чтобы котловой контур обладал несколько большим расходом протекающей жидкости, чем контур отопительный.

Бак, в зависимости от своих конструктивных особенностей, также может в некоторой степени выполнять роль коллектора: отправлять наиболее горячий теплоноситель в батареи, а менее нагретый — в теплый пол.

Коллекторная схема

Такой способ обвязки котла является одним из видов двухтрубной системы, при которой на каждый отопительный прибор приходится отдельный контур.

Коллекторы представляют собой небольшие трубки с одним входным отверстием и несколькими выходными. Трубки подключаются к выводящему/подающему патрубкам теплогенератора.

Использование конструкции такого типа позволяет с высокой точностью регулировать температуру в любом устройстве. Подобная схема обвязки ТТ котла самая дорогостоящая, потому как требует солидного вложения средств в запорную арматуру и материалы, выполнения сложных монтажных работ. Но несмотря на большие затраты отопительная сеть будет работать в режиме максимального энергосбережения.

Схема соединения твердотопливного котла с баком аккумулятором и баком ГВС

Как сделать обвязку котла по коллекторной схеме и каковы принципы ее действия? Принцип работы данной схемы заключается в распределении теплоносителя по отопительным приборам посредством коллектора, на котором установлены клапаны, краны, средства измерения и прочие, требующиеся для контроля элементы.

Обвязывать отопительную систему таким достаточно нелегким и дорогостоящим способом лучше под руководством специалиста, который поможет составить схему и приобрести все необходимые материалы в требуемом количестве. Коллекторный способ обвязки позволяет значительно облегчить управление, текущее содержание и надзор за ней, а потраченные на покупку оснастки и приборов средства в скором времени возвращаются.

С косвенным водонагревателем

Выполнить обвязку котла на твердом топливе с использованием бойлера горячего водоснабжения можно для всех типов систем отопления, в том числе и с твердотопливным, и с электрокотлом.

Специальная емкость (бойлер) подключается к системе горячего водоснабжения и водопроводу, в магистраль подачи теплового агента бойлера устанавливается змеевик. При прохождении по этому контуру с подсоединенной специальной емкостью нагретый теплоноситель отдает свое тепло воде.

Обвязка котла на твердом топливе с использованием бойлера

Часто бойлер косвенного нагрева оснащается ТЭНами, использование которых позволяет получать горячую воду в теплый период года.

Заключение по теме

Рассмотренные выше способы обвязки широко применяются по причине своей простоты и надежности, а также из-за того, что большинство работ можно выполнить своими руками. Способов обвязки твердотопливного котла и электрокотла существует много, а выбирать наиболее подходящий из них следует с учетом собственных пожеланий и местных условий. В любом случае, следует отойти от давно устаревших материалов и выполнять обвязку котла полипропиленом, обладающего всеми необходимыми свойствами для успешного функционирования системы.

Видео по теме:

profiteplo.com

Схема подключения теплоаккумулятора с твердотопливным котлом и электрокотлом

буферные емкости в системе обогрева дома

    Содержимое:

  1. Зачем нужна буферная ёмкость для ТТ или электрокотла
  2. Как подключить буферный накопитель к котлу
    1. Обвязка теплоаккумулятора с одним котлом
    2. Схема буферной ёмкости с двумя котлами
  3. Варианты подключения теплоаккумулирующей ёмкости

Буферная емкость, неотъемлемая часть схемы подключения твердотопливного или электрического котла. При одновременном использовании двух типов теплогенераторов, установленных в единую систему отопления бак накопитель играет роль гидравлического разделителя.

Обвязка теплоаккумулятора с твердотопливным котлом или электрокотлом преследует несколько важных задач: аккумулирует и отдает энергию, предотвращает гидравлические удары и перегрев теплоносителя, обеспечивает равномерный нагрев теплонесущей жидкости.

Зачем нужна буферная ёмкость для ТТ или электрокотла

Теплоаккумулятор работает как электроаккумулятор. При включенном котле бак собирает тепловую энергию. Внутри ёмкости (в зависимости от модели) вмещается от 200 до более чем 3000 л воды.

Нагретый теплоноситель из котла поступает в накопительный бак, покрытый теплоизоляционным слоем. Внутри емкости теплоаккумулятора горячая вода сохраняет температуру в течение 5-18 часов. Сразу после отключения котла, выступающего основным источником тепловой энергии, вода в системе отопления начинает остывать. Недостаток тепла компенсируется за счет нагретого и сохраненного в буферной ёмкости теплоносителя.

Описанный принцип работы используется по-разному. Так, теплоаккумулятор в системе отопления с твёрдотопливным котлом устанавливается по нескольким причинам:

  • после отключения ТТ котла по причине прогорания дров или угля, в ночное время суток, обогрев здания продолжается;
  • перегрев и закипание теплоносителя (частое явление при работе ТТ котла) исключается;
  • при установке накопителя с контуром ГВС, можно обеспечить горячее водоснабжение дома;
  • бак с двумя теплообменниками может одновременно подключаться к котлу, системе горячего водоснабжения и солнечным коллекторам или геотермальному насосу.

Подключение буферной емкости к электрокотлу используют с несколько другой целью — с двух тарифным счетчиком. Плата за электричество по «ночному тарифу» существенно снижается. Теплоаккумулятор устанавливают с таким расчетом, чтобы нагреть его в период льготного тарифа на электроэнергию. Экономия при грамотном расчете теплоаккумулятора составит не менее 30%, по сравнению с обвязкой электрокотла без буферной емкости.

В случае параллельного подсоединения электрического и твердотопливного котла в единую сеть отопления, накопительный бак играет роль теплоаккумулятора и гидравлического разделителя.

Для простоты расчетов объём бака и определение расхода теплоносителя высчитывают по следующей таблице:

Жилая площадь / время автономной работы

8 час

10 час

12 час

14 час

16 час

100 м²

587 л

734 л

881 л

1028 л

1175 л

150 м²

880 л

1101 л

1321 л

1542 л

1762 л

200 м²

1174 л

1468 л

1762 л

2056 л

2350 л

Как подключить буферный накопитель к котлу

Чтобы выполнить правильную обвязку необходимо хорошо понимать, как устроен бак. Внутри накопитель — это пустая бочка. В верхней части присутствуют два патрубка для подключения к теплогенератору и системе отопления. Внизу присутствуют аналогичные отводы, для обратки.



 

Правильная обвязка котла с буферной емкостью должна обеспечить соблюдение нескольких условий:

  • нагретый теплоноситель в баке должен двигаться по направлению к системе отопления и вниз;
  • не допускается, чтобы охлажденную жидкость, находящуюся внизу ёмкости, выдавливало наверх.

Схема отопления с теплоаккумулятором в частном доме предназначена справиться с описанными выше задачами. Проектирование и изготовление обвязки — это сложный процесс, требующий определенных инженерных навыков.

Обвязка теплоаккумулятора с одним котлом

Существуют отличия в подключении буферной емкости в самотечной и с принудительной циркуляцией теплоносителя в системе. Разница заключается в нескольких аспектах, влияющих на схему обвязки:

  • Принудительная циркуляция — типовая схема подключения буферной емкости к твердотопливному котлу. Обеспечивает необходимую скорость зарядки теплоаккумулятора. Особенность обвязки в том, что требуется монтаж двух циркуляционных насосов, устанавливаемых непосредственно перед и сразу после накопительного бака, на обратке.
    При этом необходимо рассчитать мощность насосного оборудования, чтобы во время работы теплоноситель с обратки не поднимался в теплоаккумуляторе под давлением в верх, и не подмешивался к горячей жидкости. Для этого насос до накопителя должен иметь меньшую мощность, чем тот, что установлен сразу после него. Это рекомендуемая схема подключения теплового аккумулятора с твердотопливным котлом.
    Так как точно отрегулировать циркуляцию и давление воды в системе перед и после бака сложно, непосредственно перед емкостью устанавливают балансировочный кран.
  • Гравитационная система — теплоноситель циркулирует естественным способом, соответственно проблема выдавливания в баке холодной воды наверх решена сама собой. Следуя законам физики горячая жидкость будет подниматься вверх. Холодная соответственно опускаться вниз.
    Недостатки решения: теплоноситель, циркулирующий самотеком, будет сильнее нагревать точки отопления, расположенные ближе к котлу. Решить проблему можно следующим способом:
    1. схема с использованием трехходового крана — узел ставят так, чтобы теплоноситель в первую очередь направлялся к радиаторам отопления и только после достаточного нагрева в бак.
    2. подключение с одним насосом — узел размещают непосредственно перед котлом, после теплоаккумулятора. Такое решение позволяет сделать обвязку без трехходового клапана. Установка циркуляционного насоса в систему делает систему энергозависимой. Чтобы избежать остановки обогрева после отключения электричества, используют байпас.

    Открытая система отопления с циркуляционным насосом уступает по своей теплоэффективности обвязке с принудительным движением теплоносителя.

накопительная ёмкость с встроенным змеевиком для ГВС в системе с котлом на твердом топливе

Теплоаккумулятор в системе отопления с естественной циркуляцией необходимо расположить выше уровня радиаторов отопления. Компенсация давления осуществляется за счет мембранного или открытого расширительного бака.

Монтаж теплоаккумулятора к твердотопливному котлу осуществляется с применением предохраняющей и регулирующей арматуры. Обязательно устанавливают сепаратор воздуха, расширительный бак мембранного или открытого типа, трехходовой клапан, узел безопасности (манометр, сбросовый клапан, воздухоотводчик).

Схема буферной ёмкости с двумя котлами

Принцип обвязки во многом напоминает рассмотренный выше. Используется параллельное подключение электрокотла и твердотопливного котла. Подача теплоносителя осуществляется следующим способом:

  • твердотопливный котел устанавливается как основной источник тепла;
  • на подачу через трехходовой клапан с электроприводом, подключенный к термостату, ставится электрокотел;
  • после устанавливаются сепаратор воздуха и циркуляционный насос;
  • выполняется монтаж буферной емкости на отопление;
  • на обратку монтируют узел подпитки, модуль защиты от холостого хода, мембранный бак.

схема подключения теплоаккумулятора с двумя котлами отопления

Если планируется монтаж многовалентной системы отопления, следует использовать гидрострелку. Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором и электрическим котлом работает следующим образом:

  • основным источником тепла остается котел на твёрдом топливе;
  • после прогорания дров и остывания теплоносителя, какое-то время нагрев поддерживается за счет буферной емкости;
  • как только температура нагрева падает до предельных значений, включается электрокотел.

Возможно подключение бойлера косвенного нагрева к теплоаккумулятору, с встроенным змеевиком ГВС. Для обеспечения достаточного количества тепла запас мощности котла должен составлять не менее 50%. Для дома с площадью 200 м², котел должен быть мощностью не менее 40 кВт. Такой производительности будет достаточной, чтобы прогреть систему отопления и зарядить теплоаккумулятор.

Варианты подключения теплоаккумулирующей ёмкости

буферная ёмкость в обвязке с одним твердотопливным котлом
обвязка теплоаккумулирующей емкости с тепловым насосом и печью-камином с водяным контуром
подключение теплоаккумулирующего бака к газовому котлу и твердотопливному котлу
система отопления с радиаторами и теплыми полами подключенная через буферный бак

avtonomnoeteplo.ru

Схема обвязки твердотопливного котла, соединение с буферной емкостью

Теплогенераторы, черпающие энергию от разных видов твердого топлива, имеют свои особенности работы, которые следует учитывать при подключении к системе отопления. Поэтому схема обвязки твердотопливного котла включает в себя несколько обязательных элементов и устройств, обеспечивающих долговечную работу агрегата и его защиту при нештатных ситуациях.

Особенности эксплуатации твердотопливных котлов

Процесс горения древесины или угля несколько сложнее, чем сжигание того же метана (природного газа). Метан – простое неорганическое соединение, разлагающееся при высокой температуре на углекислый газ и воду с некоторой примесью угарного газа. Дерево и уголь – это сложные органические вещества, которые при сжигании образуют несколько веществ и газов, часть из них агрессивны. Это накладывает свой отпечаток на долговечность работы теплогенератора. Индивидуальная обвязка твердотопливных котлов делается для того, чтобы создать оптимальный рабочий режим и тем самым продлить им срок эксплуатации.

Одна из особенностей работы водогрейных агрегатов, сжигающих твердое топливо, проявляется после розжига топки и выхода на рабочий режим. Если монтаж трубопроводов отопления выполнить напрямую к отопительной установке и во время разогрева пропускать через водяную рубашку агрегата холодную воду, то на внутренних стенках топки начнет интенсивно выделяться конденсат. Он вступает в реакцию с продуктами горения, смешивается с золой и намертво пристает к металлической или чугунной поверхности. Результаты следующие:

  1. Стальные стенки камеры сгорания разъедаются коррозией.
  2. Чугунная топка не так подвержена коррозии, но ее шероховатая поверхность способствует прилипанию налета, который удалить очень трудно. Такой же налет появится и на стенках камеры из стали.

Для успешной борьбы с конденсатом надо выполнить малый контур циркуляции с трехходовым клапаном, подключение твердотопливного котла к системе отопления не рекомендуется осуществлять напрямую.

Из правила есть одно исключение-при подключении теплогенератора к самотечной системе отопления, функционирующей без циркуляционного насоса, монтаж допускается осуществлять напрямую. Теплоноситель здесь течет по принципу конвекции, по мере разогрева увеличивая скорость движения, конденсат при этом не появляется. Правда, это возможно лишь при малой мощности отопительного оборудования и в небольших домах.

Еще одна особенность работы отопительных установок на дровах – инерционность. Когда температура воды в системе достаточна, автоматика закрывает доступ воздуха в топку и останавливает процесс. Тем не менее еще какое-то время горение продолжается, температура теплоносителя превышает заданную. Такое же явление наблюдается при остановке циркуляционного насоса в результате отключения электроэнергии. Вода в рубашке может вскипеть, образуя пар, и разрушить оболочку либо порвать трубы. Чтобы этого избежать, на подающий трубопровод или прямо в бак котловой воды устанавливается группа безопасности со сбросным клапаном, настроенным на определенное критическое давление.

Схема подключения в систему отопления

Ниже представлена детальная типовая обвязка твердотопливного котла полипропиленом с малым контуром и узлом смешивания.

Назначение смесительного узла – не пропустить холодную воду из обратного трубопровода в водяную рубашку теплогенератора. Трехходовой клапан, настроенный на температуру не ниже 45º, замыкает движение теплоносителя по малому кругу до тех пор, пока его температура не достигнет установленного значения. После этого клапан подмешивает в обратный трубопровод воду из системы. Для того чтобы очищать ее от накипи и шлама, перед трехходовым краном ставится фильтр – грязевик. При этом устанавливать его нужно точно в таком положении, как изображено на схеме, вертикальный монтаж фильтра является ошибкой.

Обвязка котла с буферной емкостью


Многие производители  настоятельно рекомендуют использовать теплоаккумулятор. Буферная емкость для котла используется по следующим причинам:

  • При закрытии воздушной заслонки в камере происходит тление древесины при недостаточном количестве кислорода, а это приводит к повышению доли угарного газа (СО) в продуктах горения и увеличению загрязнения окружающей среды. Поэтому твердотопливный котел должен работать на средней или полной мощности, накапливая излишнее тепло в баке – аккумуляторе.
  •  После прогорания дров и угасания топки энергии, содержащейся в накопителе, хватит на какое-то время для обогрева дома. Длительность это промежутка времени зависит от объема бака.

На рисунке представлена схема обвязки твердотопливного котла с баком аккумулятором, малым контуром циркуляции и двумя смесительными узлами. Стрелками на ней показана циркуляция теплоносителя.

Альтернативой предыдущим способам подключения является обвязка твердотопливного котла с буферной емкостью (гидрострелкой). Схема подключения несколько напоминает предыдущую с той разницей, что гидрострелка не служит накопителем тепла, а предназначена для гидравлического разделения котлового контура с остальными ветвями отопления. Последних может быть множество: радиаторное отопление, теплые полы, бойлер косвенного нагрева воды для ГВС. При этом температура теплоносителя в каждой ветви нужна разная. Ниже показана схема подключения твердотопливного котла с буферной емкостью и распределительным коллектором на бойлер и систему радиаторного отопления.

1 – теплогенератор; 2 – термодатчик; 3 – трехходовой клапан котлового контура; 4 – мембранный расширительный бак; 5 – буферная емкость; 6 – радиаторы; 7 – циркуляционный насос отопительного контура; 8 — трехходовой клапан контура отопления; 9 – комнатный терморегулятор; 10 – бойлер косвенного нагрева; 11 — циркуляционный насос контура нагрева ГВС; 12 – группа безопасности.

Совместная работа с электрическими котлами

Очень часто водонагреватели на дровах или угле становятся вторым отопительным агрегатом в помещении топочной, где уже есть газовая или электрическая установка. Их потребуется правильно связать между собой для корректной совместной работы, чтобы один агрегат подстраховывал другой. Это очень удобно, например, когда в одном из них прогорит весь уголь. Тогда автоматически включается электрический или газовый водонагреватель. Типовая схема обвязки твердотопливного котла и электрокотла показана на следующем рисунке. Подразумевается, что в электрическом отопителе встроен собственный циркуляционный насос.

Заключение

Представленные схемы наиболее распространены в силу их простоты и надежности, в действительности различных способов подключения есть гораздо больше. Выбирать для себя подходящий лучше с помощью специалиста с учетом всех факторов и пожеланий.

cotlix.com

Подключение буферной емкости и ее использование

Буферная емкость позволяет накапливать много тепловой энергии, в большом объеме нагретого теплоносителя. Затем отдавать ее в систему отопления дома постепенно, с помощью особенной обвязки. Использовать твердотопливный котел с буферной емкостью значительно удобней, комфортно.
Можно топить редко и помногу.

Фактически, буферная емкость с обычным твердотопливным котлом сейчас конкурирует с пеллетным автоматизированным котлом, или с различными модификациями твердотопливного котла на большую загрузку (т.н. длительного горения).
Какие имеются плюсы и минусы, в чем недостатки вариантов – далее…

В чем же особенность применения теплоаккумулятора и как его подключить правильно, чтобы использование было комфортным и безаварийным?

Схема подключения (обвязки) буферной емкости с твердотопливным котлом

На схеме твердотопливный котел и буферная емкость.
Схема упрощенная, не указаны краны, термометры, манометры и др.

Применены два трехходовых клапана.

Первый клапан включен в контур котла. Он предохраняет котел от низкой температуры теплоносителя (от работы ниже точки росы и увлажнения…). Клапан обязателен, так как с буферной емкостью работа кола в неблагоприятном «холодном» режиме продолжительная.

В данной схеме применяется смесительный клапан (смешивает жидкости). Направление движения жидкости по байпасу указано стрелкой.
Клапан управляется термоголовкой, датчик которой расположен на обратке котла.

Клапаном поддерживается температура на обратке котла больше чем 60 градусов.

Второй клапан находится в контуре радиаторов. Он поддерживает температуру в радиаторах по желанию пользователя. Часть обратки от радиаторов через клапан может направляться на подачу.

Здесь применяется разделительный клапан (разделяет потоки). Направление движения жидкости через байпас указано стрелкой. Датчик термоголовки радиатора размещается на подаче на входе в радиаторную сеть.

Следует обратить внимание на расположение насосов. Только с таким расположением насосов относительно трехходовых клапанов обеспечивается их работа.

Но насосы могут располагаться и на подающей ветви, принципиальной разницы нет.

Твердотопливный котел не автоматизирован, его работа должна контролироваться человеком по показаниям термометров, которыми снабжается буферная емкость. А также желательно установить термометр на трубопроводе на подаче в радиаторную сеть (в месте расположения датчика термоголовки).

Используется температурное реле в контуре радиаторов. Оно защищает пластиковые трубопроводы радиаторной сети от слишком высокой температуры. Настраивается на 85 градусов. Отключает насос радиаторного контура и включает звуковой сигнал (звонок), который предупреждает пользователя о срочной необходимости потушить горение в котле.

В сеть параллельно радиаторам может быть включен контур теплого пола.
Какие схемы используются в теплом полу

Вода ГВС нагревается во встроенном в емкость теплообменнике.

Другие схемы обвязки

Схема включения (обвязки) буферной емкости с использованием автоматического управления трехходовым клапаном с помощью сервопривода. Здесь используются одинаковые смесительные клапаны, в контуре радиаторов клапан установлен на подаче.

Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу с использованием автоматики управления температурой радиаторов. Используется датчик температуры на подающей ветви на радиаторы и информация с комнатных термостатов. А также управление насосом радиаторов (отключение) в случае критического повышения температуры.

Режим топки и объем емкости

Кроме твердотопливного котла буферная емкость будет полезной с электрокотлом, если подключен дешевый ночной тариф электричества. Тогда заряжать теплоаккумулятор можно ночью.

Объем теплоносителя: специалисты рекомендуют примерно тонну воды на 200 м кв. утепленного дома. Если больше – неудобно, долго заряжать. Меньше – чаще топить. При таком объеме топка примерно раз в сутки в средние морозы или реже.

Количество энергии которое может накапливать теплоаккумулятор в зависимости от емкости

Продолжительность топки напрямую будет зависеть от мощности твердотопливного котла. Рекомендуется с буферной емкостью использовать более мощный котел, чем подобранный по теплопотерям. Возможно использование котла в 2 – 3 раза мощнее, что увеличивает комфортность использования, укорачивает топку.

Как правило, с режим топки выбирают по опыту, таким образом, чтобы разогревать теплоноситель до 80 градусов. При этом радиаторная сеть работает в низкотемпературном режиме 50 – 60 градусов. Общее остывание теплоносителя на 20 – 40 градусов в течении суток обеспечивает компенсацию потери тепловой энергии домом. Количество секций радиаторов подбирается на низкотемпературный режим обогрева.

как подобрать радиаторы отопления для дома по мощности, виду

Подбор насосов и балансировка

Чтобы емкость работала правильно, у нее вверху должна находиться более теплая вода. Она же сразу забирается в радиаторную сеть. После начала топки радиаторы нагреваются сразу.
Но для этого вода по емкости должна двигаться сверху вниз. Т.е. в контуре котла расход должен быть больше. Как правило, это достигается даже одинаковыми насосам и одинаковым режимом работы (в контуре котла сопротивление меньше). Или в контуре радиаторов ставится дросселирующий кран.

Давление в системе с буферной емкостью делается пониженное – 0,7 -1,5 атм. Гидроаккумулятор подбирается объемом – 12% от объема воды в системе.

Важно. Насос контура котла нужно отключать после того как котел прогорит. Иначе произойдет ускоренное охлаждение теплоносителя через теплообменник котла и дымоход. Удобно сделать автоматику на отключение после снижения температуры в котле. В любом случае, выключатели двух насосов нужно расположить удобно на стене в месте обслуживания отопления, так как пользоваться отключением насосов придется часто.

Преимущества применения тепловых аккумуляторов

Помимо всего прочего, буферная емкость позволяет эксплуатировать твердотопливный котел в оптимальном режиме. Сжигание дров (угля) производится с наибольшей подачей воздуха, максимально эффективно (с наибольшим КПД), с наибольшей температурой, при этом образуется меньше СО, смолы и недогоревшей золы (сгорает). Все режимы с ограничением подачи воздуха являются не оптимальными для горения.

В продаже можно встретить множество дорогих буферных емкостей от Европейских производителей. Но местного производства обойдутся в 2 – 3 раза дешевле. Заказывают часто из нержавейки. Делают теплоаккумуляторы и отдельные мастера, «гаражная» емкость из черного металла 3 – 4 мм будет дешевой, но сколько времени ее можно эксплуатировать под давлением…

  • Система с твердотопливным котлом и буферной емкостью отличается значительными первоначальными затратами. Но в дальнейшем отопление дровами или (и) углем наиболее дешевое, а комфортность повышенная. В схему «просится» электрический котел, обеспеченный дешевым тарифом, что только повысит комфортность отопления.
  • Пеллетный котел автоматизированный требует обслуживания, как правило, раз в неделю. Но он еще дороже сам по себе, чем первая схема, и топливо также дорогое.
    Чем выгоднее отапливать частный дом
  • Так называемые «котлы длительного горения» с большим объемом загрузки, в целом, имеют массу недостатков, сложны и дороги (хоть и не настолько как первые схемы), рекомендованы быть не могут.
    Подробнее Какие встречаются котлы длительного горения

teplodom1.ru

Подключение буферной емкости к твердотопливному котлу

Схема обвязки твердотопливного котла

Теплогенераторы, черпающие энергию от разных видов твердого топлива, имеют свои особенности работы, которые следует учитывать при подключении к системе отопления. Поэтому схема обвязки твердотопливного котла включает в себя несколько обязательных элементов и устройств, обеспечивающих долговечную работу агрегата и его защиту при нештатных ситуациях.

Особенности эксплуатации твердотопливных котлов

Процесс горения древесины или угля несколько сложнее, чем сжигание того же метана (природного газа). Метан – простое неорганическое соединение, разлагающееся при высокой температуре на углекислый газ и воду с некоторой примесью угарного газа. Дерево и уголь – это сложные органические вещества, которые при сжигании образуют несколько веществ и газов, часть из них агрессивны. Это накладывает свой отпечаток на долговечность работы теплогенератора. Индивидуальная обвязка твердотопливных котлов делается для того, чтобы создать оптимальный рабочий режим и тем самым продлить им срок эксплуатации.

Одна из особенностей работы водогрейных агрегатов, сжигающих твердое топливо, проявляется после розжига топки и выхода на рабочий режим. Если монтаж трубопроводов отопления выполнить напрямую к отопительной установке и во время разогрева пропускать через водяную рубашку агрегата холодную воду, то на внутренних стенках топки начнет интенсивно выделяться конденсат. Он вступает в реакцию с продуктами горения, смешивается с золой и намертво пристает к металлической или чугунной поверхности. Результаты следующие:

  1. Стальные стенки камеры сгорания разъедаются коррозией.
  2. Чугунная топка не так подвержена коррозии, но ее шероховатая поверхность способствует прилипанию налета, который удалить очень трудно. Такой же налет появится и на стенках камеры из стали.

Для успешной борьбы с конденсатом надо выполнить малый контур циркуляции с трехходовым клапаном, подключение твердотопливного котла к системе отопления не рекомендуется осуществлять напрямую.

Из правила есть одно исключение-при подключении теплогенератора к самотечной системе отопления, функционирующей без циркуляционного насоса, монтаж допускается осуществлять напрямую. Теплоноситель здесь течет по принципу конвекции, по мере разогрева увеличивая скорость движения, конденсат при этом не появляется. Правда, это возможно лишь при малой мощности отопительного оборудования и в небольших домах.

Еще одна особенность работы отопительных установок на дровах – инерционность. Когда температура воды в системе достаточна, автоматика закрывает доступ воздуха в топку и останавливает процесс. Тем не менее еще какое-то время горение продолжается, температура теплоносителя превышает заданную. Такое же явление наблюдается при остановке циркуляционного насоса в результате отключения электроэнергии. Вода в рубашке может вскипеть, образуя пар, и разрушить оболочку либо порвать трубы. Чтобы этого избежать, на подающий трубопровод или прямо в бак котловой воды устанавливается группа безопасности со сбросным клапаном, настроенным на определенное критическое давление.

Схема подключения в систему отопления

Ниже представлена детальная типовая обвязка твердотопливного котла полипропиленом с малым контуром и узлом смешивания.

Назначение смесительного узла – не пропустить холодную воду из обратного трубопровода в водяную рубашку теплогенератора. Трехходовой клапан, настроенный на температуру не ниже 45º, замыкает движение теплоносителя по малому кругу до тех пор, пока его температура не достигнет установленного значения. После этого клапан подмешивает в обратный трубопровод воду из системы. Для того чтобы очищать ее от накипи и шлама, перед трехходовым краном ставится фильтр – грязевик. При этом устанавливать его нужно точно в таком положении, как изображено на схеме, вертикальный монтаж фильтра является ошибкой.

Обвязка котла с буферной емкостью

Многие производители настоятельно рекомендуют использовать теплоаккумулятор. Буферная емкость для котла используется по следующим причинам:

  • При закрытии воздушной заслонки в камере происходит тление древесины при недостаточном количестве кислорода, а это приводит к повышению доли угарного газа (СО) в продуктах горения и увеличению загрязнения окружающей среды. Поэтому твердотопливный котел должен работать на средней или полной мощности, накапливая излишнее тепло в баке – аккумуляторе.
  • После прогорания дров и угасания топки энергии, содержащейся в накопителе, хватит на какое-то время для обогрева дома. Длительность это промежутка времени зависит от объема бака.

На рисунке представлена схема обвязки твердотопливного котла с баком аккумулятором, малым контуром циркуляции и двумя смесительными узлами. Стрелками на ней показана циркуляция теплоносителя.

Альтернативой предыдущим способам подключения является обвязка твердотопливного котла с буферной емкостью (гидрострелкой). Схема подключения несколько напоминает предыдущую с той разницей, что гидрострелка не служит накопителем тепла, а предназначена для гидравлического разделения котлового контура с остальными ветвями отопления. Последних может быть множество: радиаторное отопление, теплые полы, бойлер косвенного нагрева воды для ГВС. При этом температура теплоносителя в каждой ветви нужна разная. Ниже показана схема подключения твердотопливного котла с буферной емкостью и распределительным коллектором на бойлер и систему радиаторного отопления.

1 – теплогенератор; 2 – термодатчик; 3 – трехходовой клапан котлового контура; 4 – мембранный расширительный бак; 5 – буферная емкость; 6 – радиаторы; 7 – циркуляционный насос отопительного контура; 8 — трехходовой клапан контура отопления; 9 – комнатный терморегулятор; 10 – бойлер косвенного нагрева; 11 — циркуляционный насос контура нагрева ГВС; 12 – группа безопасности.

Совместная работа с электрическими котлами

Очень часто водонагреватели на дровах или угле становятся вторым отопительным агрегатом в помещении топочной, где уже есть газовая или электрическая установка. Их потребуется правильно связать между собой для корректной совместной работы, чтобы один агрегат подстраховывал другой. Это очень удобно, например, когда в одном из них прогорит весь уголь. Тогда автоматически включается электрический или газовый водонагреватель. Типовая схема обвязки твердотопливного котла и электрокотла показана на следующем рисунке. Подразумевается, что в электрическом отопителе встроен собственный циркуляционный насос.

Заключение

Представленные схемы наиболее распространены в силу их простоты и надежности, в действительности различных способов подключения есть гораздо больше. Выбирать для себя подходящий лучше с помощью специалиста с учетом всех факторов и пожеланий.

Рекомендуем:

Как сделать отопление в частном доме — подробное руководство Схемы подключения твердотопливного котла Монтаж твердотопливного котла в частном доме

Буферная емкость для твердотопливного котла

Нередко котел, работающий на твердом топливе, становится единственным вариантом, который можно всерьез рассматривать в качестве основного источник тепловой энергии для отопления дома. Стандартная ситуация для многих небольших населенных пунктов и загородных поселков – газовые магистрали еще не дотянулись до каждого потребителя, или их прокладка непосредственно к дому сопряжена с неподъемными расходами. Электрическое отопление, ввиду высокой стоимости электроэнергии, видится нерентабельным. Но зато местные условия характеризуются широкой доступностью и невысокой ценой дров или угля. Решение напрашивается само собой…

Буферная емкость для твердотопливного котла

Но вот проблема: работа твердотопливного оборудования всегда сопряжена с определенной цикличностью – пиковой выработкой тепловой энергии, даже в избыточных количествах, во время основной фазы горения топливной закладки, с постепенным снижением практически до нуля в периоды простоя. Постоянно пополнять топливо в котле неудобно по целому ряду причин, невыгодно, а во многих моделях – и вовсе технологически невозможно. Можно ли сделать так, чтобы эффективность работы системы отопления не страдала от этой выраженной неравномерности поступления энергии, чтобы в период горения топливной закладки создавался запас избыточного тепла, который можно будет затем полезно применить, а не «выкидывать в трубу»? Да, это вполне возможно – подобную проблему успешно решает буферная емкость для твердотопливного котла.

Основное предназначение буферной емкости

Буферная емкость (которую также часто называют теплоаккумулятором), предназначена для накопления выработанной тепловой энергии для ее дальнейшего рационального использования в целях отопления и обеспечения жилья горячей водой. Она может применяться не только с твердотопливным оборудованием – рассмотрим три наиболее характерных разноплановых примера.

  • Наиболее часто применяемый вариант – это связка «твердотопливный котел – буферный бак». О работе такой пары уже вскользь упоминалось выше, но сейчас – чуть подробнее.

Работа бытового твердотопливного котельного оборудования всегда характеризуется выраженной цикличностью

Итак, первичная стадия – котел загружается дровами. С их розжигом максимальная мощность достигается не сразу, а постепенно. На пике горения топливной загрузки наблюдаются самые высокие температуры. Затем следует стадия постепенного снижения теплоотдачи, и при полном прогорании закладки процесс выработки тепловой энергии прекращается полностью. Это свойственно всем котлам, в том числе – и длительного горения, и разница лишь в длительности периодов (исключение составляют лишь приборы с автоматической подачей гранулированного топлива).

Столь точных настроек генерации тепловой энергии, как это реализовано в электрических и современных газовых котлах, с привязкой к необходимому текущему уровню ее потребления, достигнуть не получается. Значит, в период розжига, выхода на номинальную мощность, а затем —остывания, и тем более – вынужденного простоя котельного оборудования, тепловой энергии для нормальной работы системы отопления может недоставать. Но зато в пиковой фазе горения – она явно избыточна, и немалая ее часть в буквальном смысле слова «вылетает в трубу». В итоге – ненужный расход топлива, наряду с необходимостью проводить частые загрузки.

  • Электрическое отопление – дорогой вариант, и все же такие котлы ставят, причем нередко — в связке с твердотопливными. Но при этом, естественно, выгоднее использовать этот принцип получения тепловой энергии в период действия льготных тарифов – ночных или воскресного дня.

Теплоаккумулятор даст возможность по максимуму использовать для отопления ночные льготные тарифы на электроэнергию

Напрашивается решение – включать по максимуму электрооборудование в часы минимальной стоимости киловатта, а потом в течение дня использовать выработанную им энергию.

  • Постепенно перестают быть «экзотикой» солнечные коллекторы. Этот бесплатный (если не считать первичного вложения в оборудование) источник тепловой энергии способен если не полностью удовлетворить потребности в ней, то, по крайней мере – внести значимый вклад в общую «копилку».

Применение солнечных коллекторов для отопления также будет эффективным только при наличии аккумулирующей емкости.

Излишне, наверное, говорить, что поступление солнечной энергии – крайне неравномерно, так как зависит и от времени суток, и от текущих погодных условий. Надеяться только на такой источник тепла – нельзя, но вот по максимуму использовать потенциал ясных солнечных дней – можно и нужно.

Все рассмотренные выше примеры, очевидно, объединяет одно – необходимость накопления тепловой энергии в период ее максимальной выработки для последующего рационального использования в той фазе работы системы отопления, когда поступление тепла минимально или вовсе отсутствует. Именно эту роль и выполняют буферные емкости (теплооаккумуляторы).

Принцип их работы – несложен: в качестве исходного «пункта» взята высокая теплоемкость воды. Если сравнить теплотехнические характеристики веществ, то можно убедиться, что всего один литр воды, остывающий на один градус, отдает тепловой потенциал, достаточный для нагрева кубического метра воздуха на 4 градуса. Значит, если в период пиковой выработки энергии передавать ее определенному объему воды, заключённому в надежную термоизоляцию, то этого «заряда» может хватить для обогрева помещений в течение определённого времени, когда поступление энергии извне в силу тех или иных причин прекращается.

Рассмотрим на схеме:

Общая схема работы буферной емкости (теплоаккумулятора)

Итак, буферная ёмкость или теплоаккумулятор (на схеме – ТА ) – это прочный, хорошо термоизолированный герметичный бак, вертикального исполнения, чаще всего – цилиндрической формы. В емкость врезано несколько пар патрубков: в простейшем, рассматриваемом для примера случае – две пары. Одна из них подключена к «малому контуру» – к твердотопливному котлу (КТ ), вторая – к разведённому по помещениям здания отопительному контуру (ОК ). Каждый из контуров – независим, и имеет собственную систему циркуляции теплоносителя.

  • Первая стадия работы – котел загружен и запущен. Сосенный циркуляционный насос этого «малого контура» (Нкт ) обеспечивает перекачивание теплоносителя через теплообменник котла. При этом поступление в котел производится из нижней области теплоаккумулятора, а разогретый теплоноситель подаётся в его верхнюю часть. При такой схеме работы вертикальное перемешивание теплоносителя выражено слабо – за счет существенной разницы в плотности горячей и более холодной жидкой среды. Иными словами, будет более выражено постепенное заполнение горячей водой всего объема буферной емкости.

Получается, что энергия топлива не расходуется понапрасну и не выбрасывается в атмосферу (если не считать неизбежных потерь, которые характеризуются паспортным КПД оборудования). Тепловая энергия, выработанная за счет сжигания топливной закладки перенесена накоплена, а за счет эффективной термоизоляции теплоаккумулятора – может сохраняться достаточно долго (счет нередко идет не на часы, а даже на дни).

  • Вторая стадия – топливная закладка полностью прогорела, притока тепловой энергии нет. Но система отопления от этого работать не перестаёт. Собственная система циркуляции с насосом (Нок ) обеспечивает прокачку теплоносителя по приборам теплообмена (радиаторам отопления). При этом труба подачи подключена в верхней части буферной емкости, то есть забирается разогретая вода, снизу по обратке поступает охлаждённая. И опять же – нет интенсивного перемешивания, из-за разности в плотности. Теплоаккумулятор постепенно отдаёт свой «тепловой заряд», остывая снизу вверх.

Циклы в примере показаны разнесенными, но на деле, естественно, и в процессе топки котла идет обор энергии на радиаторы отопления. Буферная емкость, таким образом, накапливает именно избыточное, невостребованное в текущий момент количество тепла. Если подобран оптимальный теплоаккумулятор, правильно смонтирована и настроена вся система отопления, то потери тепловой энергии сводятся к минимуму, энергетический потенциал топлива расходуется в полной мере, и к моменту прогорания каждой закладки дров хозяева имеют в своем распоряжения полностью «заряженный» накопительный источник тепла.

В случае с электрическим котлом систему настраивают таким образом, чтобы по максимуму «загрузиться» теплом во время действия льготного тарифа, а затем пользоваться этим в течение дня.

Разнообразие конструкций буферных емкостей и схем их подключения

В этом разделе публикации рассмотрим конструктивные особенности основных типов буферных емкостей (они могут существенно различаться).

Основные конструктивные типы теплоаккумуляторов

Как делается обвязка твердотопливного котла

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.

В чем отличие твердотопливных котлов

Помимо того, что эти источники тепла производят тепловую энергию, сжигая различные виды твердого топлива, они имеют ряд других отличий от других теплогенераторов. Эти отличия как раз и являются следствием сжигания древесины, их надо воспринимать как данность и всегда учитывать при подсоединении котла к системе водяного отопления. Особенности заключаются вот в чем:

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

Примечание. 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.

Такой налет служит теплоизолятором и снижает КПД 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

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:

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:

  1. Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
  2. 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.
  3. Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
  4. 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:

  1. Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
  2. 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:

Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix

Примечание. 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:

Измеряя температуру Т1 и Т2, можно настроить послойную загрузку емкости балансировочным вентилем

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, нужна 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.

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:

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:


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.

Рекомендуем:

Как сделать горелку Бабингтона Как правильно выбрать твердотопливный котёл длительного горения Почему тухнет газовый котел и как устранить неисправность своими руками

Источники: http://cotlix.com/sxema-obvyazki-tverdotoplivnogo-kotla-podklyuchenie-k-sisteme-otopleniya, http://otoplenie-expert.com/elementy-otopleniya/bufernaya-emkost-dlya-tverdotoplivnogo-kotla.html, http://otivent.com/obvyazka-tverdotoplivnogo-kotla

msklimat.ru

Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором — электрокотел с буферной емкостью

Главная страница » Публикации » Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором — электрокотел с буферной емкостью

Буферная емкость, неотъемлемая часть схемы подключения твердотопливного или электрического котла. При одновременном использовании двух типов теплогенераторов, установленных в единую систему отопления бак накопитель играет роль гидравлического разделителя.

Обвязка теплоаккумулятора с твердотопливным котлом или электрокотлом преследует несколько важных задач: аккумулирует и отдает энергию, предотвращает гидравлические удары и перегрев теплоносителя, обеспечивает равномерный нагрев теплонесущей жидкости.

Зачем нужна буферная ёмкость для ТТ или электрокотла

Теплоаккумулятор работает как электроаккумулятор. При включенном котле бак собирает тепловую энергию. Внутри ёмкости (в зависимости от модели) вмещается от 200 до более чем 3000 л воды.

Нагретый теплоноситель из котла поступает в накопительный бак, покрытый теплоизоляционным слоем. Внутри емкости теплоаккумулятора горячая вода сохраняет температуру в течение 5-18 часов. Сразу после отключения котла, выступающего основным источником тепловой энергии, вода в системе отопления начинает остывать. Недостаток тепла компенсируется за счет нагретого и сохраненного в буферной ёмкости теплоносителя.

Описанный принцип работы используется по-разному. Так, теплоаккумулятор в системе отопления с твёрдотопливным котлом устанавливается по нескольким причинам:

  • после отключения ТТ котла по причине прогорания дров или угля, в ночное время суток, обогрев здания продолжается;
  • перегрев и закипание теплоносителя (частое явление при работе ТТ котла) исключается;
  • при установке накопителя с контуром ГВС, можно обеспечить горячее водоснабжение дома;
  • бак с двумя теплообменниками может одновременно подключаться к котлу, системе горячего водоснабжения и солнечным коллекторам или геотермальному насосу.

Подключение буферной емкости к электрокотлу используют с несколько другой целью — с двух тарифным счетчиком. Плата за электричество по «ночному тарифу» существенно снижается. Теплоаккумулятор устанавливают с таким расчетом, чтобы нагреть его в период льготного тарифа на электроэнергию. Экономия при грамотном расчете теплоаккумулятора составит не менее 30%, по сравнению с обвязкой электрокотла без буферной емкости.

В случае параллельного подсоединения электрического и твердотопливного котла в единую сеть отопления, накопительный бак играет роль теплоаккумулятора и гидравлического разделителя.

Для простоты расчетов объём бака и определение расхода теплоносителя высчитывают по следующей таблице:

Жилая площадь / время автономной работы

8 час

10 час

12 час

14 час

16 час

100 м²

587 л

734 л

881 л

1028 л

1175 л

150 м²

880 л

1101 л

1321 л

1542 л

1762 л

200 м²

1174 л

1468 л

1762 л

2056 л

2350 л

Как подключить буферный накопитель к котлу

Чтобы выполнить правильную обвязку необходимо хорошо понимать, как устроен бак. Внутри накопитель — это пустая бочка. В верхней части присутствуют два патрубка для подключения к теплогенератору и системе отопления. Внизу присутствуют аналогичные отводы, для обратки.

Правильная обвязка котла с буферной емкостью должна обеспечить соблюдение нескольких условий:

  • нагретый теплоноситель в баке должен двигаться по направлению к системе отопления и вниз;
  • не допускается, чтобы охлажденную жидкость, находящуюся внизу ёмкости, выдавливало наверх.

Схема отопления с теплоаккумулятором в частном доме предназначена справиться с описанными выше задачами. Проектирование и изготовление обвязки — это сложный процесс, требующий определенных инженерных навыков.

Обвязка теплоаккумулятора с одним котлом

Существуют отличия в подключении буферной емкости в самотечной и с принудительной циркуляцией теплоносителя в системе. Разница заключается в нескольких аспектах, влияющих на схему обвязки:

Теплоаккумулятор в системе отопления с естественной циркуляцией необходимо расположить выше уровня радиаторов отопления. Компенсация давления осуществляется за счет мембранного или открытого расширительного бака.

Монтаж теплоаккумулятора к твердотопливному котлу осуществляется с применением предохраняющей и регулирующей арматуры. Обязательно устанавливают сепаратор воздуха, расширительный бак мембранного или открытого типа, трехходовой клапан, узел безопасности (манометр, сбросовый клапан, воздухоотводчик).

Схема буферной ёмкости с двумя котлами

Принцип обвязки во многом напоминает рассмотренный выше. Используется параллельное подключение электрокотла и твердотопливного котла. Подача теплоносителя осуществляется следующим способом:

  • твердотопливный котел устанавливается как основной источник тепла;
  • на подачу через трехходовой клапан с электроприводом, подключенный к термостату, ставится электрокотел;
  • после устанавливаются сепаратор воздуха и циркуляционный насос;
  • выполняется монтаж буферной емкости на отопление;
  • на обратку монтируют узел подпитки, модуль защиты от холостого хода, мембранный бак.

Если планируется монтаж многовалентной системы отопления, следует использовать гидрострелку. Обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулятором и электрическим котлом работает следующим образом:

  • основным источником тепла остается котел на твёрдом топливе;
  • после прогорания дров и остывания теплоносителя, какое-то время нагрев поддерживается за счет буферной емкости;
  • как только температура нагрева падает до предельных значений, включается электрокотел.

Возможно подключение бойлера косвенного нагрева к теплоаккумулятору, с встроенным змеевиком ГВС. Для обеспечения достаточного количества тепла запас мощности котла должен составлять не менее 50%. Для дома с площадью 200 м², котел должен быть мощностью не менее 40 кВт. Такой производительности будет достаточной, чтобы прогреть систему отопления и зарядить теплоаккумулятор.

Варианты подключения теплоаккумулирующей ёмкости

kirpich174.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о