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.

Два котла в одной системе отопления: в каких случаях это необходимо, требования и схемы подключения

Подключение двух котлов в единую систему отопления нередко применяется в схемах теплоснабжения частных домов. Работа на совместную тепловую нагрузку считается экономичной, имеет широкий диапазон изменений параметров обогрева. Чтобы добиться такого эффекта, нужно знать, как скомпоновать два котла в одной системе отопления, схемы установки при этом отличаются и зависят от вида отопителей.

В каких случаях устанавливаются два котла

Решение о необходимости установки второго аппарата принимается тогда, когда имеющийся не справляется с требуемой тепловой нагрузкой. Добавленный котел позволяет устранить недостаток мощности оборудования.

Схема установки пары котлов

Имеются и другие показания для одновременного подсоединения двух котлов в отопительную систему:

• ошибки при определении тепловой мощности котельных установок;
• расширение площади дома, подлежащей отоплению;
• повышение возможностей источника отопления;
• ограниченность объема основного топлива.

Требования к топочной

При установке пары агрегатов одного типа, требования к котельной применяются по определенному типу энергоносителя: электрическому, газу, углю, дровам.

При выборе котлов, потребляющих разные виды топлива, помещения должны соответствовать нормам для обоих отопителей, окончательно принимается максимальный параметр. Он обычно относится к твердотопливным аппаратам.

Требования к устройствам, работающим на твердом топливе:

• минимальная площадь пола назначается соответственно суммарной тепловой отдачи котлов (от 7,5 до 15 м²);
• отопитель мощностью свыше 30 кВт размещается в центре котельной для обеспечения свободной циркуляции воздуха;
• стены, перегородки, пол, потолок помещения отделываются огнеустойчивыми материалами с применением гидроизоляции;
• котел монтируется на основание из негорючих материалов;
• для отопителей мощностью менее 30 кВт не предъявляются повышенные требования по огнестойкости пола, его можно накрыть листовой сталью;
• твердое топливо должно храниться в специальном помещении, допускается расположение суточного запаса, но на удалении от котла более 1 м;
• в топочной должны быть окна и дверь, обеспечивающие трехкратное превышение нормы циркуляции воздуха из расчета на объем топочной.

Пример схемы расположения котельной на первом этаже

К отопительным агрегатам, работающим на газе, предъявляются такие требования:

• котлы общей мощностью до 30 кВт могут располагаться в отдельном нежилом помещении дверью и окнами, обеспечивающими трехкратную циркуляцию воздуха;
• при суммарной мощности котлоагрегатов свыше 30 кВт необходимо выделение отдельного помещения площадью не менее 7,5 м² и с высотой потолков от 2,5 м;
• если газовый аппарат устанавливается на кухне с газплитой, площадь помещения принимается не менее 15 м².

Схемы подключения

Обвязка двух котлов разного типа в одной схеме (газовых и твердотопливных) — этап очень ответственный. Любая ошибка может не только снизить эффективность отопления, но и создать аварийную ситуацию.

Для расчета схемы подключения лучше пригласить специалистов проектной организации. Они подберут пару отопителей с последовательной или параллельной обвязкой и различными способами управления — ручным или автоматическим.

Автоматическое управление

Схема с автоматическим управлением с точки зрения гидравлики практически не отличается от ручного способа. Единственное различие — установка двух обратных клапанов.

Они ставятся с целью недопущения холостого протока теплоносителя через временно отключенный котел. Проблема решается установкой гидрострелки. Обратные клапаны располагают на обратке, направленными один на другой.

Схема обвязки двух котлов с автоматическим управлением

Для автоматической системы также необходима установка термостата, отключающего насос для принудительного перемещения теплоносителя. Когда в топке выгорит твердое топливо, смысла в холостой циркуляции воды через отключившийся аппарат нет, так как этим создается дополнительное сопротивления для второго котла.

Ручное управление

При реализации этого варианта для сбалансированности работы двух котлов требуется лишь запорно-регулирующая арматура. Все переключения между котлами осуществляются самим оператором путем открытия/закрытия двух вентилей на обратке. Для полного прекращения циркуляции нагретой воды необходимо отключение четырех вентилей — двух на подаче и двух на обратке.

Обвязка двух котлов с ручным управлением

В схемах с ручным управлением необходимо предусмотреть установку двух расширительных бачков, с помощью которых компенсируется тепловое расширение воды в процессе постепенного прогрева холодного котла. Один бак с одновременной нагрузкой от двух агрегатов справиться не в состоянии.

Способы включения

Существуют два способа обвязки работающих в паре котлов:

При реализации последовательной обвязки котлы подключаются поочередно, установка и устройство дополнительных узлов и линий не требуется. Первый аппарат по ходу движения теплоносителя прогревает его, второй — доводит воду до требуемой температуры.

Такой вариант используется редко и только для отопителей малой мощности. Он считается нерациональным, так как невозможно демонтировать один котел для ремонта, не отключая другого. Схема неработоспособна при неисправности даже одного из двух агрегатов. Для модернизации и повышения эффективности используется дополнительная арматура, а также устанавливается байпасная линия.

При параллельной обвязке обустраиваются две точки соединения потоков на прямой подаче теплоносителя и на обратке. Котлы функционируют независимо друг от друга. При этом возможна установка блока автоматического управления и гидрострелки.

Схемы обвязки

Выполнить обвязку пары котлов одного типа достаточно просто. Объединить в систему аппараты разной мощности, работающих на различных энергоносителях.

Применяются схемы с такими парами:

• газ и твердое топливо;
• электроэнергия и газ;
• электроэнергия и твердое топливо.

Газовый и твердотопливный

Такой вариант обвязки считается технически сложным, для него требуется монтаж отдельной вентсистемы и соответствие площади котельной нормам пожарной безопасности.

Схема обвязки твердотопливного и газового котла

Необходимо учесть правила безопасной эксплуатации и газового, и электрокотла. Потому разработку проекта следует доверить соответствующей организации.

Оптимальная температура в сети достигается за счет монтажа многоконтурной системы. Для ее создания подбираются теплоагрегаты с двумя независимыми контурами. Так как в котлах на твердом топливе практически невозможна регулировка нагрева теплоносителя, допускается только открытая система с обязательной установкой расширительного бака.

Закрытая система теплоснабжения с использованием газового и твердотопливного агрегата не допускается и считается грубейшим нарушением правил пожарной безопасности.

Газовый и электрический

Эффективная, простая в реализации и управлении схема. Сочетание газового и электрокотла позволяет добиться значительного теплового эффекта. При условии оптимизации режимов работы такая схема экономичнее по сравнению с единственным газовым котлом.

Подключение электрического и газового котла

Ведущим в паре назначается газовый аппарат, так как себестоимость образуемой им тепловой энергии меньше. Электрокотел при дифференцированной тарификации электроэнергии рационально включать только ночью.

При подборе требуемой тепловой мощности котлов следует ориентироваться на схему обвязки. Мощность газового аппарата должна быть большей, а электрический должен иметь максимальную мощность для работы ночью либо при пиковом повышении теплопотребления.

Ограничений по совместной работе этих аппаратов в нормативных документов не имеется. Но требуется согласование проекта топочной от энергонадзора и газовой службы.

Твердотопливный и электрокотел

Совместное подключение электрического и твердотопливного котлов также считается эффективным источником теплоснабжения. Ведущим в этой паре является твердотопливный аппарат, работающий на одной порции топлива порядка 8 часов. Для обогрева дома его вполне достаточно.

После полного сгорания топлива и остывания теплоносителя до 60°С, происходит включение электрокотла. Он поддерживает температуру на установленном пользователем уровне. Для повышения энергоэффективности устанавливается аккумулирующий бак для горячей воды, который нагревается электрическим агрегатом в ночное время по более дешевому тарифу.

Подключение электрического и твердотопливного котла

По причине инертности процесса сгорания, регулировка твердотопливного котла невозможна. Он отдает все образующееся в топке тепло по номинальной производительности, пока топливо полностью не сгорит.

В таком случае регулирование отопительного режима будет выполняться во вторичном контуре от аккумуляторного бака. Осуществляется регулировка через трехходовой кран посредством смешения холодной воды от обратки с горячим теплоносителем из подающего трубопровода.

Установка многотопливного котла

Для работы с небольшими объемами теплоносителя возможно применение котла, функционирующего одновременно на нескольких видах топлива.

Преимущества установки многотопливного аппарата:

• работа всех элементов согласована, не требует дополнительных настроек;
• меньшая площадь помещения котельной;
• удобство и простота врезки в отопительную систему;
• полная автоматизация работы;
• меньшие расходы на покупку оборудования, монтаж.

Многотопливный комбинированный котел

Наиболее востребованы такие пары:

• электроэнергия — твердое топливо;
• сжиженный газ — магистральный газ;
• мазут — магистральный газ;
• электроэнергия — жидкое топливо;
• электроэнергия — сжиженный газ.

В твердотопливных котлах отечественного производства часто встречается первая пара. В отопительном контуре дополнительно установлены ТЭНы, на которые приходится нагрузка свыше 50% от полной мощности оборудования.

Организация системы отопления от пары котлов или многотопливного аппарата позволяет добиться снижения себестоимости энергии и увеличения теплоотдачи. При этом повышается уровень автоматизации, надежности и безопасности.

Предлагаем видео на тему двух котлов в одной системе:

Евгений Афанасьев главный редактор

Автор публикации 19.07.2020

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!