Подключение котла к системе отопления

Отопительные системы современных домов подразумевают использование котлов. Многообразие их видов по типу используемого сырья определяет, каким образом производить монтаж котлов в системах отопления

Выбор

Современное отопительное оборудование может использовать для работы природный газ, электроэнергию или твёрдое топливо. Монтаж котлов отопления, требует соответствия специальным требованиям к установке и эксплуатации.

Газовые котлы

Системы отопления с газовыми агрегатами – популярны для использования в частном доме. Природный газ является недорогим и эффективным видом топлива. Конечно, так можно лишь о тех регионах, где имеются магистральные газопроводы и подвод газа к дому не вызывает никаких сложностей.

При этом нельзя забывать о том, что газ — среда повышенной опасности из-за его взрывчатости. При выборе газовых установок, нужно помнить о следующих отличиях:

• производитель и ценовой сегмент;
• потребляемая мощность;
• количество контуров — одноконтурные и двухконтурные модели;
• тип монтажа (напольный или настенный);
• способ очистки отработанных газов.

Очень популярны настенные газовые установки – они просты в монтаже и небольшие по размеру.

Комплектация такого агрегата включает в себя горелку, расширительный бак, циркуляционный насос (один или больше), манометр и термометр, теплообменник, схему отвода отработанных газов (естественная или принудительная). Для безопасности оборудование оснащается специальными датчиками.

Электрические котлы

Основным его преимуществом этих компактных котлов против агрегатов, работающих на другом виде топлива, является полное отсутствие отходов в процессе работы (в том числе отсутствие продуктов сгорания). Считается, что это самый экологически (и эстетически) чистый вид отопления в частном доме. Но, вместе с этим, пожалуй, и самый дорогой. Монтаж котлов может осуществляться на полу или на стене. В зависимости от типа нагревания такие установки бывают:

Конструкция ТЭНовых котлов довольно проста. В ёмкость с дистиллированной водой или незамерзающей жидкостью на основе этиленгликоля помещается несколько ТЭНов. В зависимости от заданной температуры нагрева работают либо все ТЭНы, либо только часть из них. Эта конструкция очень примитивна и отчасти считается устаревшей.

Принцип работы индукционного котла основан на электромагнитной индукции. Если говорить проще, то в трубу из диэлектрика помещается сердечник, нагрев которого происходит от воздействия тока электрической катушки вокруг трубы. Сердечник при этом нагревает воду, которая поступает по трубе.

Конструкция несложная, и благодаря этому даже очень мощные установки имеют небольшие размеры.

В принципе работы электродного агрегата используется закон физики, основанный на нагревании воды из-за сопротивления при пропускании через неё электрического тока. Вода при этом должна иметь особую концентрацию солей. Эти устройства более безопасны по сравнению с предыдущими двумя, так как при утечке воды из нагревательного бака агрегат автоматически прекращает свою работу.

Твёрдотопливные котлы

Сейчас это оборудование используется для отопления домов, где нет возможности обогрева природным газом. Такие котлы работают на различных видах твёрдого топлива, но основным видом традиционно являются дрова. Отопительное оборудование такого типа очень напоминает собой печь, но при этом отвечает всем стандартам безопасности и современным требованиям к качеству аналогичных установок.

Котлы имеют в своей конструкции камеру сгорания, теплообменник, загрузочный бункер, дымоход, форсунки, блок управления и камеру отвода горячих газов. Монтаж котлов производится только на фундамент. Они имеют достаточно большие габаритные размеры и массу.

Особенности монтажа

Как упоминалось ранее, в зависимости от типа установок бывают различные варианты их монтажа, но надо заметить, что все системы работают по принципу нагревания воды при её циркуляции и непосредственного взаимодействия с нагревателями. Так как же своими руками можно подключить отопительное оборудование?

Монтируем газовый котёл

Как правило, установка котлов отопления такого типа в частном доме, требует отдельного нежилого помещения (котельной). Это необходимо для отвода продуктов горения, то есть для монтажа дымохода. Котельная должна быть оборудована поточно-приточной вентиляцией. Для выхода воздуха делается отверстие под потолком, а для его притока – в 30 см от уровня пола. Монтаж котлов напольного типа производится с использованием:

• сварочного аппарата;
• дрели и набора свёрл;
• ключей, в том числе газового;
• набора отвёрток;
• ножниц по металлу;
• строительного уровня;
• рулетки и маркера.

Подготовка и подключение

Поверхность для монтажа должна быть прочной и ровной, и в идеале необходимо произвести заливку фундамента. Для обеспечения безопасности в процессе работы оборудования на фундамент необходимо положить лист железа. Первым делом надо подвести дымоход и проверить наличие тяги. Потом подсоединить котёл к внутренней системе отопления: перед обратным входом трубопровода смонтировать фильтр, защищающий теплообменник от засора, а врезку в водопровод надо расположить как можно ближе к входу водопроводной трубы в помещение.

Эта схема обеспечит высокое давление в системе и постоянную подачу воды.

На входящих и выходящих водопроводных трубах, подсоединённых к агрегату, должны быть установлены запорные клапаны (вентиля).

Это нужно для демонтажа оборудования без сброса воды. Надо заметить, что монтаж газового оборудования производится только после согласования с надзорными органами с привлечением аттестованных специалистов газовой службы. На безопасности не стоит экономить!

Монтаж электрического котла

Установка этого оборудования в доме не требует наличия дымохода и согласования с надзорными органами. Единственное требование – исправность электропроводки. Схема подключения довольно простая. Она включает в себя помимо котла, датчики температуры на трубопроводах, радиатор отопления, сливные и запорные вентили, расширительный бачок и фильтр с циркуляционным насосом. Понадобится и стабилизатор напряжения, так как электрокотлы чувствительны к перепадам напряжения, а в электросети они неизбежны.

При установке надо постараться его изолировать от системы водоснабжения, чтобы при прорыве трубы вода не попала на агрегат, вызвав короткое замыкание. Помещение для установки должно быть теплоизолированным, чтобы не допустить образование конденсата – он тоже может привести к серьезным поломкам. Монтаж котла должен производиться на ровной поверхности.

Подсоединение

Для подсоединения оборудования используют муфты и переходники. Вначале необходимо при помощи шаровых кранов перекрыть подачу воды в водопроводе. Подсоединение осуществляют в соответствии с приложенной к сопроводительной документации монтажной схемой. Схема предполагает наличие заземления, установку автоматического выключателя, а также УЗО для защиты от короткого замыкания.

Кабели обязательно монтируются в кабель-каналы, а электрическая часть оборудования защищается кожухом. Сам агрегат должен быть надёжно закреплён. И только после этого можно пускать в систему отопления воду и проверять работоспособность оборудования.

Монтаж твердотопливных агрегатов

Эти агрегаты устанавливают в частном доме в сухих помещениях, размеры которых прямо пропорциональны габаритам и мощности агрегата. Стены котельной должны быть оштукатурены или обиты листовым железом. Схема их подключения подразумевает наличие приточной и вытяжной вентиляции, которая обеспечит хорошую тягу.

Котёл устанавливают по уровню на горизонтальном фундаменте, накрытым слоем листового железа. Фундамент должен быть на 10 см больше основания агрегата по всему его периметру. Зона безопасности со стороны топки — не менее 40 см.

Существуют монтажные нормативы для безопасности эксплуатации, которые прописаны в требованиях к монтажу или находятся в свободном доступе в открытых источниках информации. Их нужно соблюдать!

Инструменты и материалы

Для подключения к отопительной системе надо приобрести:

• два шаровых крана с соединением «муфта-штуцер» диаметром 50 мм;
• два сгона тем же диаметром;
• манометр;
• клапан предохранительный;
• автоматический воздухоотводчик;
• два шаровых крана диаметром 15 мм;
• три стальных муфты диаметром 50 мм;
• переходы 57 х 32 мм со стенкой 3 мм;
• отводы 57 х 3,5 мм;
• дымовую трубу с шиберной задвижкой;
• трубы 57 х 3,5 мм;
• герметик термостойкий;
• сантехническую подмотку;
• циркуляционный насос.

Обвязка

Обвязка агрегата оснащается системой безопасности, которая состоит из теплового аккумулятора, трёхходового клапана для подмеса холодной воды, термостата. Что надо сделать:

1. разместить котёл на фундамент;
2. подсоединить трубы отопления с обязательным использованием шаровых кранов, уплотняя место стыков сантехнической подмоткой;
3. сделать заземление и подключить кабель питания;
4. установить систему безопасности (манометр, клапан предохранительный, автоматический воздуоотводчик);
5. собрать дымовую трубу, уплотняя места соединения колен термостойким герметиком;
6. заполнить теплообменник водой;
7. проверить расположение колосников, растопочной заслонки, заглушки для прочистки и прочее;
8. сбросить давление в теплообменнике до рабочего;
9. установить заслонки в дымоходе и топке в необходимое положение;
10. осуществить закладку дров.

Вообще, любое отопительное оборудование может быть подключено к системе отопления своими руками при грамотном подходе и наличии базовых знаний и навыков.

Подключение котла к системе отопления — виды котлов, основные узлы, нюансы

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 трубопроводе ГВС при закрытых кранах вода не циркулирует и находится в охлажденном состоянии. Для поступления горячей воды приходится ждать ее прохождения и нагревания через вторичный теплообменник. В результате происходит незапланированный перерасход холодной воды и потеря времени при ожидании горячего потока в десятки секунд (зависит от длины водопровода и его диаметра).
• Объем контура ГВС в двухконтурных агрегатах довольно мал. Связано это с тем, что входные патрубки холодной и горячей воды обычно делают диаметром в 1/2 дюйма, что не может обеспечить высокий уровень водопотребления.

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 м 2 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 150м 2 .

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:

• Средний службы 10 лет.
• При работе медный теплообменник допускает значительные перепады температур между подачей и обраткой.
• Температура отопительной жидкости может изменяться в интервале от 25 до 80 °С.
• Средний КПД настенного оборудования составляет 92%.
• Агрегаты обладают небольшим весом, модель на 24 кВт имеет массу не более 30 кг.
• Средняя стоимость настенных приборов составляет 500 у. е.
• Для отвода дыма используются горизонтальные коаксиальные дымоходы.

Рис. 3 Основные узлы настенных двухконтурных моделей

Напольные. Данного типа котлы выпускают тепловой мощностью от 20 до 150 кВт, их отличительные особенности:

• КПД напольных моделей не превышает 90%.
• Чугунный массивный теплообменник имеет срок службы до 50 лет.
• Из-за применения чугуна вес агрегата довольно высок, к примеру модель на 24 кВт имеет массу 130 кг.

Стоит заметить, что помимо чугуна, напольные агрегаты выпускают и со стальными теплообменными узлами.

• Рабочая температура теплоносителя 60 — 80 °С при недопустимости перепада между подачей и обраткой более 20 °С из-за вероятности растрескивания чугуна.
• Средняя цена напольных моделей составляет 800 у.е.
• Почти все напольные агрегаты рассчитаны на использование вертикального дымохода.

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:

• Не допускается устанавливать в одном помещении более двух котлов (водонагревателей).
• При необходимости размещения котельной за пределами жилого дома, решение принимается архитектурно-проектной организацией или эксплуатационной газовой службой. Требования к данным помещением аналогичны для жилых зданий.
• Установка водонагревательных котлов допустима в кухонных и прочих нежилых помещениях за исключением ванных комнат.
• Запрещено размещение любого газопотребляющего оборудования в подвалах за исключением индивидуального жилья, если данные помещения освещаются естественным светом, а топливом является газ природного происхождения.
• Подвесные газовые котлы должны размещаться на стенах с несгорающим покрытием или изолированными листовой сталью по 3-х мм асбестовому полотну.
• Изоляционное покрытие должно выступать за габаритные параметры агрегата на 100 мм.
• При напольном размещении отопительного оборудования зазор до стены принимают равным 100 мм.
• Если на кухне размещают отопительное оборудование вместе с газовой плитой, ее объем берут на 6 кубометров больше, чем в нормах для газопотребляющих плит.
• При размещении отопительного агрегата с дымоходом, высота потолков в помещении должна быть не менее 2-х метров при его общем объеме 7,5 м 3 . Если в частном доме устанавливают два котла, объем помещения не должен быть ниже 13,5 м 3 .
• Котельная должна быть оборудована вентканалом типовых размеров, выходящим на улицу.
• Внизу стеновой перегородки или дверного полотна должен располагаться проем (решетка) общей площадью от 0,02 м 2 .

Рис. 5 Системы отопления с различными видами трубопроводов

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:

• меди — 22 мм;
• полипропилена (РР) — 25 мм;
• металлопласта PEX-Al-PEX — 26 мм.

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:

• Чтобы подсоединить трубы подачи и обратки к котловому теплообменнику. Применение шаровых кранов позволяет снимать агрегат для ремонта и техобслуживания.
  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.
• Через отсечной кран производят подсоединение гидроаккумулятора к котлу — это позволяет снять его в любое время без излива теплоносителя.
• Также шаровые краны монтируют по обе стороны фильтров без функции самоочистки для их снятия в случае ручной механической очистки.
• В обвязке циркулярного электронасоса шаровая запорная арматура дает возможность снимать прибор для ремонта и проведения профилактических работ.
• Краны помещают в трубопровод подкачки и в его нижнюю точку для слива (наполнения контура) теплоносителя.

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.