Резервный котел, какой выбрать, как подключить…

Один единственный котел не обеспечит необходимой надежности отопления. Он должен резервироваться устройством работающем на другом энергоносителе. Только такой может быть основа отопления частного дома. Какие котлы должны быть резервными, и как их лучше включить в общую схему….

Чем топим

Точной статистики применения того или иного вида топлива в частных домах не существует, но примерную картину монтажники отопления знают. Котлы по популярности распределяются следующим образом, начиная с того, который встречается чаще всех:

• газовый;
• твердотопливный (дрова, уголь);
• электрический;
• пеллетный;
• сжиженный газ;
• солярка.

Откуда взялась большая популярность у электрического котла?, ведь электричество – самый дорогой вид топлива.
Оказывается, что этот котел не только самый комфортный в эксплуатации, но и…

Каким должен быть резервный котел

• Во многих случаях желательно чтобы резервный котел мог запускаться в автоматическом режиме. Например запускается, когда теплоноситель в системе отопления остыл до заданного значения.
• Второе требование – надежность аварийного запуска после сколь угодно большого времени простоя (чаще это годы…) Резервный котел должен включиться в любое время, также желательно в автоматическом режиме, т.е. без присутствия человека рядом.

Какие котлы плохо подходят на роль резервных

• Пеллетный котел по надежности можно назвать капризным, через некоторое время пеллеты слеживаются, ни о каком уверенном аварийном запуске не может быть и речи…
• Котлы жидкотопливные также с небольшой надежностью, автоматически чаще и не запустятся, особенно если будет значительное время простоя…
• С газовыми котлами та же история, после значительного времени простоя в магистрали концентрация чистого газа падает, нужно время чтобы вышла воздушно-газовая смесь. Т.е. запуск не автоматический, а только повторными пусками в присутствии человека…
• Твердотопливные котлы, особенно не снабженные электрической частью, имеют самую большую надежность, но для их растопки и управления ими нужно присутствие человека…

Что ставят

Электрический котел сейчас можно встретить часто потому, что он наилучшим образом подходит на роль резервного.
Он может запуститься в автоматическом режиме после сколь угодно большого простоя, почти со 100% гарантией, лишь бы было наличие электричества.

Его сейчас устанавливают повсеместно, рядом с газовым в качестве резервного во вновь строящихся домах или при проведении капитального ремонта отопления.

Его не редко можно встретить в качестве резерва или вспомогательного (дешевый ночной тариф электричества, работа по таймеру) рядом с любыми другими видами котлов, — жильцы ценят комфорт и надежность.

Даже для двухфазного питания, 4 кВт выделенной мощности зачастую устроят пользователей, чтобы предотвратить замораживание системы какое-то время (до устранения неполадок с основным котлом) в самый большой мороз.

Обычное резервирование котла

Сейчас практически всегда устанавливают газовый котел в качестве основного, где только имеется возможность подключиться к трубе. А резервом к нему выбирается электрический аппарат, так как надежность электроподачи сейчас довольно высокая.
Поэтому рекомендованная схема резервирования для новостроек:

• газовый основной, электрический резервный.

Второй популярный вариант, происходит в связи с развитием газовой сети. Там, где до подключения к газовой магистрали, эксплуатировался твердотоплиный котел (наиболее частый вариант), после подключения газа, он остается в качестве резервного. Получается надежная проверенная схема, но без автоматизирования, рассчитанная на постоянное проживание:

• основной газовый, резервный – твердотопливный.

Схема резервирования с ручным пуском

Рассмотрим, как можно подключить два котла – основной и резервный в одну схему отопления.

При ручном включении резерва в работу схема выглядит следующим образом.
Газовый и электрический (твердотопливный) котлы включаются параллельно через вентили на подаче и обратке.

Если нужно включить резерв, то вручную открываются и закрываются нужные вентили, затем выполняется ручной пуск котла.

Не редко котлы снабжаются встроенными расширительными баками, но они обычно маловаты для систем в частных домах. Чтобы не ставить в схему дополнительный, используют бак второго котла. Для этого не закрывают кран обратки на этом агрегате, т.е. оставляют его гидравлику связанной с общей схемой.

Схема включения второго котла с автоматизацией

При автоматическом включении резервного котла (без присутствия человека) схема та же, но с установкой обратных клапанов. Краны стаются отрытыми, так как при включении открывать их будет некому.

Обратные клапаны предотвращают паразитную циркуляцию по неработающему котлу. Они устанавливаются перед котлам, (неважно на подаче или обратке), но обязательно по схеме «на встречу друг к другу». Тогда отключение одного котла и включение другого может происходит в автоматическом режиме.

Схема с гидравлическим разделителем

В домах, где контуров отопления много, обычно применяется гидравлический разделитель (гидрострелка) или схема первичного кольца.

В домах с твердотопливным основным котлом может применяться буферная накопительная емкость (теплоаккумулятор).

Эти устройства позволяют согласовать одновременную работу двух котлов (в некоторых случаях). Т.е. резервный может выполнять и роль вспомогательного. Вот как это реализовывается с буферной емкостью (пример).

Но это частные случаи, а монтаж сложных схем с гидравлическими разделителями однозначно лучше доверить специалистам.

Нужна ли автоматизация включения резерва

Иногда без автоматизации включения резервного теплогенератора не обойтись, например, когда хозяев подолгу нет, а напряжение питания не слишком надежно. Остановка основного агрегата должна сопровождаться пуском вспомогательного, чтобы не заморозить систему…

Но в большинстве случаев автоматизацию делать вредно.
Как правило, котел будет находится все время под чьим-то надзором, пусть даже соседей, присматривающих за домом. Также нужно учитывать, что газовые котлы весьма надежные. По статистике один отказ в работе за годы беспроблемной эксплуатации…

В то же время автоматизация влечет за собой некоторые проблемы. Удорожание самой системы, и удорожание ее работы, — обратный клапан создает гидравлическое сопротивление, которое преодолевается насосом. Эта «мелочь», за все время эксплуатации становится «не мелочью». Происходит некоторое продавливание теплоносителя через обратный клапан по контуру котла, необходима чистка и замена клапанов, вынужденное техническое обслуживание второго агрегата из-за протока жидкости и наличия давления все это время….

Стоит ли создавать автоматизацию, чтобы возможно раз в несколько лет резервный котел включился автоматически? Пользователи при этом и будут стоять рядом и наблюдать…

Еще варианты сочетания котлов

Сейчас наиболее подходящим для резервирования является высоконадежный электрический котел. Поэтому, даже при отсутствии достаточной выделенной мощности для его полноценной работы, он окажется важным помощником для небольших домов и дач. Причем хорошо сочетается с любым видом других котлов.

Но нужно учитывать, что рядом с агрегатами, которые частенько аварийно прекращают свою работу, лучше создавать схему под автоматизированный запуск. Хозяевам не редко надоедает дежурить у капризных котлов, и они с удовольствием полагаются на автоматический запуск дорогого в работе электрического агрегата.

К капризным можно отнести

• Пеллетный котел – много механизмов, периодическое обслуживание, слеживание пеллет…
• Солярочный – обычное засорение, по причине качества топлива, плохой чистки емкостей…
• Твердотопливные с элементами автоматизации – так называемые «длительного» горения и им подобные – почему не стоит выбирать котел длительного горения

Какая схема подключения котла отопления лучше всего – последовательность обвязки

Важным моментом строительства дома или дачи является монтаж отопительной системы. Кроме того, в последние годы, в связи с развитием новых технологий в этой области, часто принимается решение демонтажа старого и установки нового оборудования. Для того, чтобы отопительная система справлялась со своей задачей, нужно выбрать подходящую схему подключения отопительного котла. Перед тем, как начать монтаж, нужно разобраться, какой бывает обвязка котла, какие трубы больше всего подходят, какими способами можно решить вопрос горячего водоснабжения.

Общие сведения об отопительной системе

Схемы подключения котла отопления различают по способу циркуляции теплоносителя.

По этому признаку системы бывают следующими:

1. Гравитационными. Это естественная циркуляция, когда идёт процесс замещения холодными массами нагретой жидкости, которая поднимается вверх. Теплоноситель возвращается в котёл самотёком, под действием гравитации. Такие системы имеют большое преимущество — они энергонезависимые, поэтому будут продолжать работать и при отсутствии электроэнергии.
2. Принудительными. Здесь нужна помощь электрических циркуляционных насосов. При такой схеме подключения отопительной системы с котлом прогрев радиаторов во всех комнатах идёт быстро и равномерно. Данный способ является оптимальным при монтаже системы отопления в большом доме.

На заметку. Монтаж нагревательных приборов и трубопровода делают таким образом, чтобы свести к минимуму потерю тепла через наружные ограждающие конструкции. Потери тепла в трубопроводах, проходящих по неотапливаемым помещениям, не должны превышать 10 процентов от расхода тепла на отопление.

По способу соединения труб с радиаторами схемы бывают следующие:

• однотрубные, когда выполняется последовательное соединение отопительных приборов;
• двухтрубные — параллельное соединение радиаторов;
• бифилярные — последовательное соединение сначала первых половин приборов, после этого, для потока теплоносителя в обратном направлении, соединяют все их вторые половины.

Какие трубы нужны для подключения котла отопления

Выбор труб является очень важным этапом подготовки к монтажу отопительного оборудования.

Для эффективной работы системы обогрева с циркуляционным насосом, трубы должны выдерживать следующие показатели:

• давление — 1-2,5 кгс/кв. см.;
• температура жидкости на подаче 70-75 °C;
• температура на обратке — 55°C.

Это параметры, которые выдерживаются при нормальной работе системы, без аварийных моментов.

Если насос по какой-то причине остановится, то развитие ситуации следующее:

• у газового, электрического и дизельного котла термостат перекроет подачу топлива, и работа водяного контура останется безопасной;
• у котла, работающем на твёрдом топливе, термостат прикроет поддувало, но горение (тление) топлива будет продолжаться до получаса, это значит, что температура теплоносителя может вырасти.

При таком раскладе эксплуатационные характеристики пластиковых и металлопластиковых труб, которые будут использоваться для газового, электрического и дизельного котла, должны иметь рабочие параметры не менее 80 °C.

Что касается твердотопливного агрегата, то не менее 1-2 метров водяного контура, идущего от котла, нужно делать из стальных, медных труб или нержавейки. Стальные трубы, стойкие к перепадам температуры и гидравлическому давлению, к сожалению, подвержены коррозии, имеют немалый вес и недостаточно гладкую внутреннюю поверхность. Монтаж нужно выполнять с помощью сварки. Снаружи трубы покрывают краской, и такой уход требуется делать регулярно. У труб из меди и нержавейки таких проблем нет. Единственный недостаток — довольно высокая цена на эти изделия.

При естественной циркуляции процесс нагрева теплоносителя происходит медленно. Температура жидкости при выходе из котла иногда превышает 90°C. Поэтому трубопровод между котлом и расширительным бачком всегда делают металлическим.

Ни один, самый лучший пластик, не выдержит нештатную температуру. Образование течи и размягчение пластика гарантировано при 130°C. От перегрева полипропиленовые трубы разрываются.

Важно. Внутренний диаметр трубы на подаче не может быть менее 32 мм. Это необходимо для того, чтобы обеспечить минимальный гидравлический напор при гравитационном отоплении.

В последние годы всё чаще трубопровод стараются скрыть из виду. Разводку делают не только наружную, но и скрытую в стенах, под чистовым полом, внутри гипсокартонных коробов. В системах отопления допустимо комбинировать разные типы труб.

Оборудование при закрытой системе с принудительной циркуляцией

Когда отопительная система не сообщается с окружающим воздухом и работает под давлением, такие контуры бывают только закрытыми.

Для обвязки котла в таком случае требуется следующее оборудование:

• насос 100-200 ватт, который следует установить на подачу;
• расширительный бак мембранного типа, чтобы обеспечить теплоносителю дополнительный объём при расширении;
• предохранительный клапан для сброса теплоносителя, в случае превышения допустимого давления;
• автоматический воздухоотводчик, который поможет появившейся воздушной пробке самостоятельно покинуть систему, чтобы теплоноситель беспрепятственно циркулировал по контуру;
• манометр — для контроля давления.

Это обязательные элементы. Так же в схему могут включаться следующие опции:

• фильтр для газового агрегата;
• фильтр на входе в теплообменник для защиты от мусора;
• теплоаккумулятор, который выгодно ставить в паре с твердотопливными или электрическими котлами для экономии энергоресурсов.

Зачем нужен теплоаккумулятор

Теплоаккумулятор представляет собой бак, который подключается к котлу и водяному контуру. Корпус его надёжно укрыт теплоизолятором и позволяет аккумулировать тёплую воду для контура, а затем обогревать помещение около суток при отключенном котле.

Как действует теплоаккумулятор:

1. Отопительный агрегат загружают топливом, разжигают его.
2. Циркуляционный насос прокачивает теплоноситель по теплообменнику. Холодная вода из нижней части бака устремляется в котёл, в верхнюю часть прибывает уже нагретая вода. Так как плотность холодной и горячей жидкости разная, перемешиваться она не будет. Так бак постепенно заполнится горячей водой.
3. Если расчёты выполнены верно, когда топливо прогорит, ёмкость окажется наполненной горячей водой нужной температуры. Хорошая термоизоляция сохранит теплоноситель горячим длительное время.
4. Когда котёл не функционирует, система отопления продолжает выполнять свою задачу. Циркуляционный насос отопительного контура прогоняет теплоноситель по системе. Вода забирается из верхней «горячей зоны» бака.
5. В обратку вода возвращается уже охлажденной, так теплоаккумулятор постепенно отдаст накопленное тепло.

В реальных условиях, отбор воды в систему отопления идёт беспрерывно. Теплоаккумулятор накапливает «лишнее», в данный момент, невостребованное тепло.

Аккумулятор объёмом 3 тонны, с запасом воды температурой 40-80°C сможет сутки отапливать дом площадью 80 кв.м. Эти параметры соответствуют 170-175 кВт час. тепла.

Обычный котёл нужно растапливать до пяти раз в сутки. Если поставлен теплоаккумулятор, периодичность закладки топлива в камеру сгорания сократится в пять раз. Нагретая вода в баке будет постепенно отдавать энергию тепла радиаторам. Твердотопливный котёл будет работать гораздо экономичней. Такая схема подключения отопительного котла в частном доме позволяет без снижения мощности котла длительно обогревать помещение.

Очень выгодно теплоаккумулятор ставить в паре с электрокотлом, когда экономия энергоресурсов особенно актуальна.

На заметку. Ночной тариф при двухтарифном счётчике гораздо ниже дневного: в 2-4 раза. Если включать электрокотел только ночью, чтобы днём теплоаккумулятор лишь отдавал тепло, то можно значительно сэкономить на электроэнергии.

Как выбирать элементы обвязки

При выборе насоса нужно обратить внимание на тепловую нагрузку на контур. Здесь важно вычислить разницу между температурой воды на подачу и в обратке.

• Q=0,86хR/Dt,
• где Q — показатель производительности насоса (кубометры в час),
• R — мощность котла,
• Dt — температурная разница.

Например, при мощности котла 20 кВт и температурных показателях отопительной системы 80/60oС насос нужен со следующими эксплуатационными характеристиками:

Хорошо себя показывает насос, у которого ступенчатая регулировка мощности. Он сможет обеспечить такой уровень производительности, чтобы радиаторы по всему контуру равномерно прогревались.

Такой параметр, как напор теплоносителя, который измеряется в метрах водяного столба, можно не учитывать. В системе отопления не имеет никакого значения количество этажей в здании, этаж, на котором стоит циркуляционный насос. Минимальное значение насоса — 2 метра. Приборы с таким параметром хорошо справляются с движением теплоносителя в водяном контуре многоквартирного дома с высоким гидравлическим сопротивлением. Когда выполняется обвязка котла отопления, эти моменты нужно помнить.

На что обратить внимание при установке мембранного бачка:

• Прежде всего, важно выбрать объём бачка. Он должен составлять 1/10 часть от объёма теплоносителя в водяном контуре. Есть простой способ это вычислить. Если в отопительной системе стоят алюминиевые или биметаллические радиаторы, то на 1 киловатт мощности котла идёт 15 литров теплоносителя.
• Бачок выдерживает температуру до +120 C.
• Рабочее давление устройства зачастую не превышает 1,5 бар. Иногда возникает необходимость его увеличить. Для этого накачивают воздух в бачок с помощью велосипедного насоса.

Как выбирают элементы группы безопасности:

• У клапана верхняя граница допустимого давления 2,5 бар.
• Манометр нужно выбирать с давлением в 4 атмосферы.

Как располагать элементы обвязки:

• Циркуляционный насос ставят перед камерой сгорания (перед теплообменником), там, где более низкая температура.
• Клапан и манометр монтируют при выходе из теплообменника, в месте, где давление начинает повышаться.
• Расширительный бачок монтируют в любом участке контура, но не рядом с насосом (колебания давления приведут к износу бачка).

Мини-котельные

Сейчас выпускаются модели котлов, снабженные расширительным бачком, насосом, клапаном и манометром. Это могут быть ТЭНовые, электрические, дизельные, газовые агрегаты с принудительной тягой. Эти агрегаты можно назвать мини-котельными. Так, предохранительные клапаны в схеме электрического отопления частного дома с насосом монтируют сразу на теплообменнике вместе с ТЭНом. Такая конструкция позволяет быстро сбрасывать лишний теплоноситель, если он закипит при остановке насоса.

Схема подключения котла к системе отопления в этом случае не сложная. Нужно смонтировать всего лишь два шаровых крана, которыми можно отсечь котёл в случае необходимости. Ремонт агрегата или любые профилактические работы не будут доставлять сложностей.

Оборудование при открытой гравитационной системе

При открытой гравитационной системе вся нагрузка ложится на открытый расширительный бачок.

Он выполняет следующие функции:

• забирает себе избыточное количество теплоносителя;
• компенсирует увеличение давления;
• выводит воздух и горячий пар при закипании теплоносителя.

По объёму бак не должен быть меньше 10 процентов от объёма теплоносителя. Больше — можно. Устанавливают его в верхней точке контура, там, где заканчивается разгонный коллектор. От бака розлив идёт назад, в теплообменник, с уклоном, который обеспечивает вывод воздушных пробок и продвижение теплоносителя самотёком.

Через открытый расширительный бачок обычно заливают холодную воду для компенсации испарения.

Схема подключения системы горячего водоснабжения

Часто к отопительному котлу подключают дополнительно систему горячего водоснабжения.

Здесь могут применяться разные способы:

• При двухтрубной тупиковой схеме отопительные приборы подключены между розливами. Большой минус — ближние радиаторы будут более горячими, дальние — холодными, поэтому этой системе требуется балансировка.
• При подключении двухконтурного газового котла для организации ГВС нужен отдельный теплообменник. Здесь схема простая: холодная вода идёт через теплообменник и направляется дальше, к сантехническим приборам.
• Если к системе отопления двухконтурный котёл подключается по принудительной схеме циркуляции, то монтаж радиаторов выполняют параллельным способом, чтобы не рассекать трубу подачи теплоносителя.
• При использовании схемы с одноконтурным котлом для получения ГВС в частном доме нужно подключить бойлер косвенного нагрева. В этом случае теплоноситель будет отдавать свою тепловую энергию теплообменнику бойлера. В летнее время отопительный контур отключается.
• Классическая гравитационная система отопления основана на перепаде высоты между теплообменником и радиаторами.
• Если к твердотопливному котлу привязан теплоаккумулятор, температуру радиаторов регулирует трёхходовой клапан с термостатом.

Вариант реализации системы отопления двухконтурного котла:

• малый контур, в который встроен циркуляционный насос, замыкается теплообменником с гидрострелкой;
• следующая позиция — идёт коллекторная разводка на независимые контуры: 2 радиатора и 4 контура тёплых полов.

Итоги

Правильные гидравлические расчёты и подбор нужного оборудования помогут решить вопрос, как подключить котел отопления, схема обвязки зависит от конкретных условий эксплуатации системы. Данные рекомендации и примеры помогут учесть важные нюансы, которые касаются обогрева жилища и горячего водоснабжения.