При обустройстве автономного отопления частного дома собственнику приходится выбирать котел в соответствии с видом топлива, схемой его обвязки и потребности в дополнительном горячем водоснабжении. Проводя подключение котла к системе отопления учитывают его функциональное назначение и в соответствии с ним подбирают необходимые комплектующие и трубопроводную арматуру.
Большинство потребителей используют в качестве источника топлива для котельного оборудования природный горючий газ как наиболее дешевый, доступный и практичный вид. Помимо подключения газового котла к отопительной системе, потребителю приходится неукоснительно выполнять ряд требований по выбору помещения, монтажу дымохода и подсоединению к источнику электроэнергии.
Рис. 1 Подключение котла к системе отопления с обвязкой в частных домах
Разновидности газовых отопительных котлов
Используемые потребителями газовые котлы для обогрева индивидуальных домов подразделяют на следующие категории:
Одноконтурные прямого нагрева. Внутри данного прибора помещен теплообменник, по которому циклически проходит теплоноситель в самотечном режиме или методом проталкивания его циркуляционным насосом. Температура отопительной жидкости в системе может автоматически регулироваться переключением скоростей циркуляционного электронасоса или пламенем горелок.
Двухконтурные. Обычно в большинстве загородных индивидуальных домов отсутствует горячее водоснабжение (ГВС) и потребителю приходится решать задачу его обеспечения. Для этого в отопительный котел помещают второй теплообменник, по которому протекает подогреваемая вода из магистрали холодного водоснабжения ХВС. При открывании горячего крана водный поток двигается по контуру ГВС и проходя через вторичный теплообменник нагревается. Данная схема имеет следующие недостатки:
В итоге большинство двухконтурных моделей способны эффективно работать лишь на одну точку водоразбора.
К преимуществам данного типа оборудования можно отнести более низкую стоимость в сравнении с одноконтурными аналогами.
Двухконтурные модели рекомендуется устанавливать в дома общей площадью не более 150 м2 с одной ванной комнатой.
Рис. 2 Основные узлы настенного одноконтурного котла
С бойлером косвенного обмена. Система состоит из одноконтурного котла и теплоизолированной бойлерной емкости большого объема, в которой находится нагреваемая вода. Процесс подогрева в бойлере осуществляется за счет прохождения по его внутреннему теплообменному змеевику отопительный жидкости из контура отопления. В системе с бойлером вода постоянно циркулирует по трубопроводу ГВС, а благодаря ее большому объему в емкости, к магистрали можно подключать большое число точек водоразбора. В результате потребитель всегда имеет горячую воду в любых объемах при среднем числе точек водозабора около трех.
Агрегаты с бойлером косвенного обмена рекомендуется размещать в домах с площадью более 150м2.
По типу установки газовые котлы делят на:
Настенные.Это агрегаты небольшого объема, которые подвешиваются на стену котельной и занимают мало места. Настенные модели выпускают тепловой мощностью от 10 до 60 кВт с медным теплообменником, их основные особенности:
Рис. 3 Основные узлы настенных двухконтурных моделей
Напольные. Данного типа котлы выпускают тепловой мощностью от 20 до 150 кВт, их отличительные особенности:
Стоит заметить, что помимо чугуна, напольные агрегаты выпускают и со стальными теплообменными узлами.
Конденсационные
Данную разновидность настенного газового котла относят к последним разработкам в области отопительного оборудования, его основное отличие от обычных — более высокий КПД, доходящий до 98%. Этого показателя добиваются за счет того, что для подогрева теплоносителя забирают тепловую энергию у продуктов сгорания, снижая их температуру на выходе до 50 °С. При этом внутри котлового теплообменника жидкость от горячего дыма превращается в пар и после охлаждения выпадает в конденсат, после чего процесс циклически повторяется.
Агрегаты конденсаторного типа обычно подвешивают на стенах, они имеют тепловую мощность в диапазоне от 20 до 110 киловатт.
Рис. 4 Главные узлы напольного агрегата
Требования к котельным
В СНиП 2.04.08.87 приведены следующие нормы по размещению котельного оборудования:
Читайте также: Элеваторный узел системы отопления — назначение, виды, монтаж
Рис. 5 Системы отопления с различными видами трубопроводов
Возможно будет полезным почитать про газификацию дома в целом, этапы подключения дома к газу, необходимую документацию.
Подключение котла к системе отопления
Решая задачу, как подключить газовый котел к системе отопления, учитывают конструктивное исполнение агрегата и схему его обвязки. Стоит отметить, что типовая отопительная система принудительного принципа действия, которая используется в большинстве случаев, обязательно имеет в своем составе циркуляционный насос и расширительный закрытый бак. Данное оборудование обычно устанавливается в отопительный контур, хотя многие современные газовые котлы имеют встроенные циркуляционный электронасос и гидробак.
Одноконтурного
Схема подключения газового котла с одним контуром не отличается высокой сложностью и состоит из замкнутой трубопроводной линии, в которую последовательно подключены фильтры, циркуляционный электронасос, запорная арматура. Приборы для спуска воздуха и расширительный бак подключают к магистрали параллельно.
Основные комплектующие для обвязки одноконтурной отопительной системы и их параметры:
Котел. Современные агрегаты имеют электронную систему управления температурными параметрами и нередко оснащены следующими встроенными приборами: гидравлическим баком, циркуляционным насосом, автоматическим воздухоотводчиком, перепускным клапаном, электронными стабилизатором напряжения, манометром и его механическим дублером (бренд Vaillant).
Одноконтурные котлы оснащены четырьмя выходными патрубками с наружной резьбой на 3/4 дюйма: два из них используют для подключения к магистрали с теплообменными приборами и еще два применяют для подсоединения бойлера косвенного обмена.
Рис. 6 Двухконтурный газовый котел — конструктивное устройство и внешний вид на примере модели Navien Smart Tok
Трубы. Для монтажа отопительной системы чаще других используют трубы для отопления из полипропилена, металлопласта, сшитого полиэтилена, реже из меди и нержавейки из-за их высокой стоимости. Для типовых моделей мощностью до 28 кВт внутренний диаметр трубопровода принимают равным не менее 20 мм, при этом оптимальные показатели для:
Пользователю следует знать, что у всех перечисленных видов труб размеры задаются их наружным диаметром, то есть если исключить тонкостенную медь, то металлопластиковая и полипропиленовая труба снаружи должна быть больше внутреннего диаметра на один типоразмер, то есть 32 мм.
Кстати, про отопление в частном доме из полипропиленовых труб можно почитать в отдельной статье!
Запорная арматура. К одноконтурному газовому котлу подходят пять трубопроводов – четыре для подачи и отвода отопительной жидкости и один газовый. Чтобы получить возможность перекрывать поток рабочей среды, в систему помешают отсечные краны в следующих ситуациях:
Иногда ставят еще два дополнительных крана в трубопровод подачи и обратки. Делают это в том случае, если существует возможность слива ядовитого этиленгликолевого теплоносителя из котла при его снятии. В этой ситуации агрегат извлекают вместе с закрытыми отсечными кранами, чтобы предотвратить выливание отопительной жидкости из теплообменника. А вторая закрытая пара предотвращает вытекание теплоносителя из трубопровода.
Рис. 7 Применение отсечных кранов на входных котловых патрубках и фильтров грубой очистки (из-за неправильной установки по вертикали и сеткой вверх они бесполезны)
Фильтры. В магистраль отопительной системы обязательно помещают фильтр грубой очистки с сеткой на 100 или 200 мкм. Иногда ставят второй более мелкий механический фильтр на 20 мкм, обычно используют самопромывной тип с манометром на оголовке и спускным краном внизу.
Гидравлический бак. Прибор необходим для собирания расширяемой при нагревании отопительной жидкости.
Хотя во многих моделях присутствует встроенный гидробак, его объем для систем с большим количеством теплоносителя может оказаться недостаточен и возникает необходимость в дополнительном внешнем приборе.
Манометр. Приборы служат для контроля и регулировки давления в контуре, во многих котлах имеются как электронная, так и механическая модели.
Автоматический воздухоотводчик. Современные котлы уже оснащены встроенным воздухоотводчиком, однако он не решает проблемы с завоздушиванием по всей магистрали. Поэтому лучший вариант — установить один из приборов в самой верхней точке отопительного контура.
Группа безопасности. В настенных моделях аварийный спускной клапан в случае увеличения объема теплоносителя при перегреве размещен внутри прибора.
Подключение к системе напольного котла, обладающего высокой тепловой мощностью, нередко сопровождается установкой внешней группы безопасности — прибора, включающего в себя манометр, воздухоотводчик и спускной клапан. Аварийную арматуру размещают в непосредственной близости от котла на подающем трубопроводе.
Циркуляционный электронасос. Трехскоростной циркуляционный электронасос, устанавливаемый внутри многих газовых котлов, не всегда может справиться с проталкиванием жидкости по слишком длинному отопительному контуру с радиаторами или по ветвям теплых полов. Поэтому стандартная обвязка одноконтурных агрегатов может включать в себя еще один или больше циркуляционных электронасосов.
Рис. 8 Оборудование котельной с настенным отопительным котлом
3-х ходовой термоклапан. Прямое подключение напольного газового котла значительной тепловой мощности с чугунным теплообменником к отопительной линии чревато высокой вероятностью повреждения чугуна из-за большой разницы в начальных температурах подаваемой и обратной теплоносящей жидкости. Так как чугун может разрушиться при температурном перепаде около 40 °С, а нагревательный агрегат работает в режиме 60 — 80 °С, то при работе с остывшим тепловым носителем повышаются риски разрушения чугунных или стальных теплообменников.
Поэтому нередко между линиями подачи и обратки устанавливают параллельную перемычку (байпас) с термозависимым трехходовым обратным клапаном. При высокой разнице между температурами подаваемого и обратного теплоносителя клапан открыт и жидкость двигается по параллельному контуру малой длины. Как только отопительная жидкость нагревается и температуры подачи и обратки выравниваются, клапан закрывается и тепловой носитель начинает поступать в контуры отопления с радиаторами или теплыми полами.
Стабилизатор напряжения. Хотя современные нагревательные котлы имеют внутренний стабилизатор, он не всегда справляется с перепадами напряжения в сельских сетях, которые могут составлять десятки вольт. Поэтому пользователю следует отдельно приобрести электронный стабилизатор и запитать через него котел.
Читайте также: Гидравлические испытания трубопроводов систем отопления, акт испытания
Рис. 9 Схема обвязки напольного одноконтурного котла с воздухоотводчиком и группой безопасности
Двухконтурного
В отличие от одноконтурных разновидностей, двухконтурные имеют дополнительные трубопроводы подачи холодной и отвода горячей воды. Подключение двухконтурного газового котла к системе отопления аналогично одноконтурным моделям — в отопительной магистрали используют трубы одинакового сечения, одну и ту же запорно-регулирующую арматуру и места ее расположения.
Дополнительно двухконтурная система отопления и ГВС включает в себя:
1. Трубопроводы холодной и горячей водоподачи с внутренним стандартным проходным каналом:
Для полимерных труб это означает, что их регламентированный наружный диаметр составляет 25 мм.
2. Линию подпитки. В двухконтурных моделях предусмотрена возможность непосредственно от трубопровода запитывать отопительный контур водой из магистрали холодного водоснабжения.
Это очень удобно и не требует применения наружного электронасоса для закачки отопительной жидкости под давлением в трубопровод. Как правило, давление в наружной водопроводной системе выше, чем в отопительной магистрали (соотношение примерно 3 к 1 бару), поэтому при непосредственном соединении 2-х трубопроводов вода поступает в отопительную магистраль.
На подпитывающий трубопровод обычно ставят запорный шаровый кран и обратный клапан, предотвращающей поступление отопительной жидкости в водопроводную магистраль при падении в ней напора или отсутствии воды.
Рис. 10 Схема монтажа настенных моделей с двумя контурами
Косвенного обмена
Основные принципы построения, приборы, арматура, размеры тип и трубопроводов для подключения котлов к бойлерам косвенного обмена аналогичны изложенным выше. Дополнительно система содержит следующие элементы:
- Непосредственно сам бойлер с теплообменной спиралью, в котором происходит подогрев воды от отопительной жидкости.
- Расширительный бак для горячей воды, он отличается от отопительного по внутренней конструкции и материалам изготовления. Обычно аккумуляторный бак ГВС делают белого цвета.
- Шаровый кран в линии подачи воды в бойлер с обратным клапаном.
- Группа безопасности бойлера, предотвращающая его выход из строя при аварийном перегреве воды. На бойлер устанавливают один выпускной клапан, его обычно помещают над резервуаром.
- Спускной шаровый кран или клапан с рычагом флажкового типа, приборы обычно помещают в самой нижней точке на подающий трубопровод.
- Повысительный электронасос. Для подачи нагретой воды по трубам и создания в контуре горячего водоснабжения необходимого напора в трубопровод встраивают повысительный (рециркуляционный) электронасос.
Стоит отметить, что в системе косвенного обмена можно использовать и двухконтурный котел, заглушив входной и выходной патрубки холодной водоподачи и отвода горячей воды или применив иную схему подключения.
Рис. 11 Схема подключение котла к системе отопления к газовому котлу Viessmann и бойлера косвенного обмена
Особенности подсоединения котлов к источнику электроэнергии
Для корректной работы электроники отопительного котла необходима энергия, обычно потребляемая ей мощность невелика и составляет в среднем около 100 ватт. Подключение газового котла к источнику электроэнергии производится простым включением электрического кабеля в розетку, при этом не требуется проведение каких-либо дополнительных операций.
К недостаткам проживания в загородной местности относят нестабильность напряжения в сети, которое нередко выходит за нормированные ГОСТ рамки +6% -10% от 230 В.
А так как газовые котлы могут работать некорректно или электроника при значительных перепадах напряжения в доме может выйти из строя, становится актуален выбор подходящего стабилизатора напряжения.
Наиболее приемлемым вариантом для пользователя является приобретение стабилизатора релейного типа. В его конструкции имеется трансформатор с рядом вторичных обмоток, которые подключаются к агрегату при срабатывании реле. А само реле в свою очередь реагирует на величину внешнего напряжения через электронную схему. В результате на выходе стабилизатора будет стабильное напряжение, не выходящее за предельно допустимые нормы по ГОСТ.
В недорогом типовом стабилизаторе имеется четыре реле, то есть при превышении входного напряжения оно может опускаться на две ступени. Аналогичная ситуация произойдет и при понижении входного напряжения– на выходе возможен его двухступенчатый подъем.
Так как большинство поставляемых на отечественный рынок стабилизаторов выполнены на 99% из китайских комплектующих, не имеет смысла обращать внимание на бренд производителя.
Единственный фактор, который следует учитывать кроме цены при выборе стабилизатора — удобство его размещения в котельной, то есть практичнее выбрать подвесной прибор.
Если в районе проживания пользователя часто отсутствует электрическая энергия, следует рассмотреть приобретение источника бесперебойного питания.
Рис. 12 Популярные марки стабилизаторов напряжения для котлов и их размещение
Организация дымохода
Подключение настенного котла предусматривает использование коаксиального дымохода, выходящего через стену здания на улицу.
Конструктивно устройство представляет собой отрезок трубы с двумя оболочками — по внутренней камере горячие продукты горения выходят наружу, а через внешнюю происходит всасывание воздуха для работы газовых горелок. Коаксиальный дымоход при выходе наружу наклоняют вниз на 3 — 5 градусов для стекания конденсата на землю.
Для подключения напольного агрегата используют вертикальный дымоход, основные требования ко всем видам:
Рис. 13 Правила подключение котла к системе отопления и внешний вид коаксиальных дымоходов
Решая задачу, как подключить котел к отопительной системе, рассматривают функциональные возможности оборудования и выбирают правильную схему его соединения с трубопроводом, запорно-регулирующей арматурой и приборами. Стоит отметить, наибольшей сложностью обладает схема подключения двухконтурного газового котла или его одноконтурного аналога к бойлеру косвенного обмена, однако и в этих вариантах правильно провести монтаж по силам работнику даже с небольшим опытом.
