Два котла в одной системе отопления

Самой рациональной системой отопления является та, в которой теплоноситель становится горячим благодаря работе двух или трех котлов. При этом они могут быть одинаковыми по мощности и типу. Такая рациональность объясняется тем, что один теплогенератор работает на полную мощность лишь несколько недель в году. В другое время нужно уменьшать его производительность. А это приводит к падению его КПД и увеличению расходов на отопление.

Несколько объединенных в одну систему отопления котлов позволяют более гибко управлять работой обвязки без потери КПД, так как достаточно отключить одно или два устройства. Кроме этого, в случае поломки одного из них, система продолжает поднимать температуру в доме.

Виды подключения двух и более котлов

Использование большего количества одинаковых котлов требует особой схемы их подключения. Объединить их в одну систему можно:

1. Параллельно.
2. Каскадно или последовательно.
3. По схеме первично-вторичных колец.

Особенности параллельного подключения

Существуют следующие особенности:

1. Контуры подачи горячего теплоносителя обоих котлов присоединяются к одной линии. На этих контурах обязательно стоят группы безопасности и вентили. Последние могут перекрываться вручную или автоматически. Второй случай возможен только тогда, когда используются автоматика и сервоприводы.
2. Контуры обратки двух котлов отопления присоединяются к другой линии. На этих контурах также имеются вентили, которыми может управлять вышеупомянутая автоматика.
3. Циркуляционный насос расположен на обратной линии перед местом объединения труб обратки двух котлов.
4. Обе магистрали всегда присоединяются к гидроколлекторам. На одном из коллекторов находится расширительный бачок. При этом к концу трубы, к которой подключен бачок, присоединена труба подпитки. Конечно, на месте соединения стоят обратный клапан и запорный вентиль. Первый не позволяет горячему теплоносителю попадать в трубу подпитки.
5. От коллекторов отходят ветви к радиаторам, теплым полам, бойлеру косвенного нагрева. Каждая из них оснащена своим циркуляционным насосом и клапаном слива теплоносителя.

Использование такой схемы организации обвязки без автоматики является весьма проблематичным, поскольку надо вручную перекрывать вентили, размещенные на трубах подачи, и обратки одного котла. Если этого не делать, то теплоноситель будет двигаться через теплообменник выключенного котла. А это оборачивается:

1. дополнительным гидравлическим сопротивлением в водогрейном контуре аппарата;
2. увеличением «аппетита» циркуляционных насосов (они же должны преодолеть это сопротивление). Соответственно, растут расходы на электроэнергию;
3. потерями тепла на нагрев теплообменника выключенного котла.

Каскадное подсоединение котлов

Концепция каскадирования котлов предусматривает распределение тепловой нагрузки между несколькими агрегатами, которые могут работать независимо и нагревать теплоноситель настолько, насколько этого требует ситуация.

Каскадировать можно как котлы со ступенчатыми газовыми горелками, так и с модулируемыми. Последние, в отличие от первых, позволяют плавно менять мощность нагрева. Стоит добавить, что если котлы имеют более двух ступеней регулировки подачи газа, то третья и остальные ступени делают их производительность меньше. Поэтому лучше пользоваться агрегатами с модулируемой горелкой.

Особенности этого подключения следующие:

1. Подводка и контроллеры выполнены так, что в каждом агрегате можно управлять циркуляцией теплоносителя. Это позволяет прекратить поток воды в отключенных котлах и избежать потерь тепла через их теплообменники или кожухи.
2. Присоединение линий подачи воды всех котлов к одной трубе, а линий возврата теплоносителя – ко второй. По сути, присоединение котлов к магистралям происходит параллельно. Благодаря такому подходу теплоноситель на входе каждого агрегата имеет одинаковую температуру. Также это позволяет избежать движения нагретой жидкости между отключенными контурами.

Плюсом параллельного подключения является предварительный нагрев теплообменника перед включением горелки. Правда, такое преимущество имеет место тогда, когда используются горелки, которые зажигают газ с задержкой после включения насоса. Такой нагрев минимизирует перепад температуры в котле и позволяет избежать образования конденсата на стенках теплообменника. Это касается ситуации, когда один или два котла были выключены в течение длительного времени и успели остыть. Если же они недавно выключились, то движение теплоносителя перед включением горелки позволяет впитать остаточное тепло, которое сохранилось в топке.

Обвязка котлов при каскадном подключении

Ее схема такова:

1. 2–3 пары труб, отходящих от 2–3 котлов.
2. Циркуляционные насосы, обратные и запорные клапаны. Они находятся на тех трубках, которые предназначены для возвращения теплоносителя в котел. Насосы могут не использоваться, если конструкция агрегата включает их.
3. Запорные краны на трубках подачи горячей воды.
4. 2 толстые трубы. Одна предназначена для подачи теплоносителя в сеть, другая – для возврата. К ним присоединены соответственные трубки, отходящие от котельных устройств.
5. Группа безопасности на магистрали подачи теплоносителя. Она состоит из термометра, гильзы поверочного термометра, термостата с ручной разблокировкой, манометра, прессостата с ручной разблокировкой, резервной заглушки.
6. Гидравлический разделитель низкого давления. Благодаря ему насосы могут создавать надлежащую циркуляцию теплоносителя через теплообменники их котлов независимо от того, каков расход отопительной системы.
7. Контуры отопительной сети с запорной арматурой и насосом на каждом из них.
8. Многоступенчатый каскадный контроллер. Его задача заключается в измерении показателей теплоносителя на выходе каскада (часто термодатчики стоят в зоне группы безопасности). На основе полученной информации контроллер определяет, нужно ли включать/отключать и как должны работать котлы, объединенные в одну каскадную схему.

Без подключения такого контроллера к обвязке работа котлов в каскаде невозможна, потому что они должны работать как единое целое.

Особенности схемы первично-вторичных колец

Такая схема предусматривает организацию первичного кольца, по которому должен постоянно циркулировать теплоноситель. К этому кольцу подключаются котлы отопления и отопительные контуры. Каждый контур и каждый котел является вторичным кольцом.

Еще одной особенностью этой схемы является наличие циркуляционного насоса в каждом кольце. Работа отдельного насоса создает определенное давление в том кольце, в котором он установлен. Также узел оказывает определенное влияние на давление в первичном кольце. Так, когда он включается, вода выходит из трубы подачи воды, попадая в первичный круг и меняя гидросопротивление в нем. В итоге появляется своеобразный барьер на пути движения теплоносителя.

Поскольку к кругу сначала подключается труба обратки, а после нее – труба подачи, теплоноситель, получив немалое сопротивление у трубы подачи, начинает течь в трубку обратки. Если же насос выключается, гидросопротивление в первичном кольце становится очень малым и теплоноситель не может заплыть в теплообменник котла. Обвязка продолжает работать так, как будто отключенного агрегата вообще не было.

По этой причине не нужно использовать одну сложную автоматику для отключения котла. Единственное, что нужно, так это установить между насосом и патрубком возвращения воды обратный клапан. Аналогичная ситуация с контурами отопления. Только линии подачи и обратки присоединяют к первичной цепи в противоположном порядке: сначала первую, затем вторую.

Универсальная комбинированная схема

Эта система имеет такую обвязку:

1. Два общих коллектора или гидроколлектора. К первому подключены подающие линии котлов. Ко второму – линии обратки. На всех линиях находится запорная арматура. На трубах возврата теплоносителя находятся циркуляционные насосы.
2. Мембранный бак подключен к большому коллектору обратной линии.
3. Бойлер косвенного нагрева является связующим звеном между двумя коллекторами. На трубе, которая соединяет бойлер с коллектором подачи, стоят циркуляционный насос и запорный клапан. На трубе, соединяющей бойлер с коллектором обратки, также имеет клапан.
4. Группа безопасности установлена на коллекторе подачи теплоносителя.
5. Труба подпитки присоединена к коллектору, который находится на линии подачи горячей воды. Во избежание утечки горячего теплоносителя через эту трубу, на нее ставят обратный клапан.
6. Определенное количество малых гидроколлекторов (их может быть два, три и более). Каждый из них соединен с вышеупомянутыми общими коллекторами. Эти гидроколлекторы и крупные коллекторы образуют первичные кольца. Количество таких колец равно количеству малых гидроколлекторов.
7. Контуры отопления отходят от малых гидроколлекторов. Каждый контур имеет миниатюрный смеситель и циркуляционный насос.

Как подключить два котла в системе отопления

Подключение двух котлов отопления, работающих одновременно на общую тепловую нагрузку, широко используется в современных схемах теплоснабжения.

Такая работа является более экономичной и обладает широким диапазоном модуляции теплового режима источника отопления. Но достичь этого эффекта не так-то просто, потребуется знать, как правильно согласовать их работу между собой.

В каких случаях необходимо установить два котла

Решение по установке второго котла возникает чаще всего в случаях, когда базовый котел не может самостоятельно нести всю тепловую нагрузку внутридомовой системы отопления. Такая схема устранят проблему дефицита мощности котельного оборудования.

Тем не менее, существуют и иные причины подключение двух котлов в одну систему отопления для обеспечения санитарной температуры в помещении:

1. Ошибочный предварительный расчет тепловой мощности отопительных установок.
2. Увеличенная отапливаемая площадь дома.
3. Необходимость увеличения функциональных возможностей источника теплоснабжения, например, установку системы ГВС или подогрев воздуха в калориферных установках.
4. Увеличение периода автономной работы источника отопления при применении разных видов энергоносителей, например, твердое топливо днем и электроэнергии по дифтарифному учету в ночное время.
5. Недостаток запасов по основному топливу, позволяет использовать два котлоагрегата, работающих на разных видах топлива.

Требования к помещению с двумя котлоагрегатами

В том случае, когда выбраны однотипные источники отопления, применяются требования к топочной, предъявляемые к определенному виду используемого топлива: газ, уголь, паллеты или электронагрев.

Если выбирается агрегаты, функционирующие на разных видах энергоносителей, помещения обязаны соответствовать обоим, при этом выбирается больший показатель.

Требования к агрегатам, использующим твердое топливо:

1. Площадь пола топочного помещения выбирается по общей тепловой мощности устройств: до 32 кВт необходимо 7.50 м2, до 62 кВт — 13.50 м2, до 200 кВт — 15.0 м2.
2. Агрегат более 30 кВт устанавливается по центру топочной, чтобы обеспечить надежную циркуляцию воздушных масс.
3. Поверхностные элементы топочной: пол, стенки, потолок и перегородки выполняются из огнестойких стройматериалов, с применением гидроизоляционной защиты.
4. Котел устанавливают на надежный фундамент из огнестойких стройматериалов.
5. Для агрегатов до 30 кВт, требования по огнестойкости пола ниже, его достаточно покрыть стальным листом.
6. Запас твердого топлива хранится в отдельном сухом помещении, а суточный запас может находиться в котельном зале на расстоянии не менее 1м от котла.
7. В топочной должны быть установлены дверь и окна, способные обеспечить надежную трехкратную циркуляцию воздуха из расчета существующего объема помещения.

Требования к топочным с котлоагрегатами, работающими на газе:

1. Газовые котлы с суммарной мощностью до 30 кВт допускается устанавливать в нежилом помещении дома, где существуют окна и двери, способные обеспечить 3-х кратную циркуляцию воздуха.
2. При мощности газового источника более 30 кВт, требуется отдельная топочная с высотой потолков не меньше 2.5 м и общей площадью свыше 7.5 м2.
3. Если это оборудование будет устанавливаться на кухне в которой функционирует газовая плита, то помещение должно быть не менее 15 м2.

Схемы подключения

Обвязать два разнотипных котла в одной тепловой схеме очень ответственный этап. Любая даже незначительная ошибка, кроме неэффективности работы теплового оборудования, может создать аварийную ситуацию в доме.

Расчет двухкотловой схемы подключения нужно поручить проектной организации, чтобы они могли подобрать наиболее оптимальную пару агрегатов с параллельной или последовательной обвязкой и вариантами управления: автоматическим или ручным.

Котлы с автоматическим управлением

С точки зрения гидравлики эта схема не имеет больших отличий от ручного принципа управления, только в ней устанавливается 2 обратных клапана.

Это требуется с целью исключения «паразитных» или холостых потоков теплоносителя через котлоагрегат, который находится в резерве. Такую проблему также решают путем установки гидрострелки. Обратные клапаны устанавливают на обратной магистрали, направленные друг на друга.

Для данной системы также потребуется термостат, отключающий насос для принудительной циркуляции. Когда в котле выгорит уголь, не будет никакого смысла циркулировать вхолостую воду через остановленный аппарат, тем самым создавая сопротивление для работы второго устройства.

Схема подключения 2-х котлов с ручным управлением

В этом варианте для согласованности работы котлоагрегатов нужна только запорно-регулирующая арматура. Все оперативные переключения между агрегатами выполняются руками оператора путем открытия/закрытия 2-х вентилей на линии обратного теплоносителя. Для полного прекращения движения горячей воды потребуется отключить 4-е вентиля, соответственно по паре на подаче и обратке.

В подобных схемах предусматриваю расширительные бачки для компенсации теплового расширения воды при нагреве котла из холодного состояния. Не рекомендуется в целях экономии оставлять один бак, поскольку он может не справится с нагрузкой во время работы двух котлов.

Последовательное и параллельное включение

Эти две общепринятые схемы обвязки двух котлов, работающих в паре.

Последовательная, предполагает поочередное включение агрегатов без дополнительных линий и узлов. При этом первый по ходу движения воды агрегат нагревает ее, а второй — догревает до нужной температуры.

Параллельная схема предполагает обустройства двух точек соединения потоков на прямом и обратном теплоносителях. В этом варианте котлы работают независимо друг от друга.

Первый вариант применяется для небольших источников нагрева. На практике он встречается довольно редко и считается непрактичным, поскольку нельзя снять для ремонтных операций один агрегат, не нарушив работоспособность другого.

Такая схема будет неработоспособной при неисправности даже одного агрегата. Сегодня эта схема частично модернизирована за счет установки байпасных линий и дополнительной запорно-регулировочной арматуры.

Параллельное включение в единой обвязке разнотипных котлоагрегатов считается преимущественным и допускает установку гидрострелки и автоматического блока управления.

Схемы обвязки по типам котлов

Довольно просто обвязать работу двух однотипных агрегатов, но это не всегда позволяют реальные условия эксплуатации. Более часто приходится объединять работу агрегатов не только с различной мощностью, но и с разными энергоносителями.

Наиболее популярные пары двухкотловых схем:

• газовое топливо и электроэнергия;
• газ и твердое топливо;
• дрова и электроэнергия;
• пропан и электроэнергия;
• печное топливо и электроэнергия;
• пеллеты и электроэнергия.

Подключение газового и напольного твердотопливного котла

Это наиболее технически сложный способ обвязки двух котлов, поскольку требует выполнения дымовентиляционной системы и соблюдения габаритов помещения для установки крупных пожароопасных объектов.

Разработку схемы лучше всего поручить проектной организации, поскольку в ней должны быть учтены все правила безопасной эксплуатации, как для газового, так и твердотопливного котла.

Оптимальный режим в отопительной сети достигается при монтаже многоконтурной системы, в этом случае необходимо подключить котлы с двумя независимыми контурами.

Учитывая, что твердотопливные устройства практически не поддаются регулированию температуры теплоносителя, должна применять открытая система теплоснабжения с установкой расширительного бака.

Более того, закрытая система теплоснабжения с применением газового и твердотопливного котлоагрегатов недопустима и является серьезным нарушением правил пожарной безопасности.

Электрический и газовый

Очень эффективная и простая в управлении схема. Сочетая газовый и электрический котлы в одной системе теплоснабжения, возможно, добиться намного большего теплотехнического эффекта, а при правильной комбинации режимов работы агрегатов — схема экономнее традиционных газовых котлов.

Функцию ведущего в этой паре, как правило, осуществляет газовый котлоагрегат, имея наименьшую себестоимость тепловой энергии. Электрокотел на дифтарифном учете электроэнергии включается ночью с использованием самого дешевого тарифа.

При выборе тепловой мощности оборудования необходимо ориентироваться на такую схему обвязки котлов. Газовый агрегат должен быть более мощным, а электрокотел обладать пиковой мощностью для работы в ночное время или при пиковой нагрузке теплопотребления. Запретов по совместной эксплуатации этой пары котлов в нормативных материалах не существует. Однако при их установке потребуется согласования проекта котельной и от газовой службы, и от энергонадзора.

Подключение твердотопливного и электрокотла

Подключение твердотопливного и электрокотла тоже является эффективной реализацией комбинированного источника теплоснабжения. Базовым котлом является твердотопливный, который способен работать при одной загрузке не менее 8 часов. Он хорошо разогревает объект теплоснабжения.

После выгорания топлива и остывания теплоносителя до 60 С, в работу включается электрокотел в режиме поддержания температурного графика. Желательно для большей энергоэффективности иметь бак-аккумулятор горячей воды, который нагревают электрокотлом в часы ночного экономного режима.

Сам твердотопливный котел плохо поддается регулированию из-за инертности процесса горения, он будет выдавать практически номинальную производительность, пока не выгорит топливо.

В этом случае работая на нагрев первичного контура в баке-аккумуляторее, регулировка режима отопления будет осуществляется во вторичном контуре отопления от бака-аккумулятора через трехходовой кран путем подмеса холодной воды от обратного теплоносителя с горячей от подающей линии.

Многотопливные котлы вместо двух котлов

Для небольших объектов теплоснабжения допускают установку котлов, конструкция которых предусматривает возможность одновременного сжигания нескольких видов топлива.

Лучше всего зарекомендовали себя пары:

• твердое топливо — электричество;
• магистральный газ — сжиженный газ;
• магистральный газ — мазут;
• жидкое топливо — электричество;
• сжиженный газ — электричество;

Первая пара наиболее распространенная и реализована во многих отечественных твердотопливных котла, когда в контур отопления вмонтированы ТЭНы с нагрузкой не менее 50 % от номинальной мощности.

Таким образом, приняв решение оборудовать котельную двумя котлами, способных к совместной работе, пользователь однозначно выигрывает, получая более современную энергоэффективную комбинированную схему теплоснабжения.

При правильном подборе оборудования можно достичь не только минимальной себестоимости тепловой энергии, но и повысить уровень автоматизации, надежности и безопасности источника отопления.