Как сделать обвязку системы отопления: описание схем для котлов, радиаторов, насосов и трубопроводов

Базовые принципы подключения твердотопливного агрегата

Рассматривая, как правильно подключить твердотопливный котел, необходимо обратить внимание на базовые элементы обвязки, обеспечивающие безопасность функционирования теплогенератора. Речь идет о группе безопасности и смесительном узле

Группа безопасности, в состав который входит манометр, а также предохранительный клапан и воздухоотводчик, смонтированные на одном коллекторе, устанавливается непосредственно на выходном патрубке котельного агрегата. Манометр помогает следить за давлением в системе, воздухоотводчик служит для удаления воздушных пробок, а предохранительный клапан сбрасывает излишки пароводяной смеси, когда давление превышает заданные параметры.

Важно! Между патрубком и группой безопасности запрещается устанавливать циркуляционный насос, запорную арматуру. Смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой устанавливается совместно с байпасом (перемычкой), соединяющим трубу подачи и обратки, за счет чего формируется малый циркуляционный контур

Смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой устанавливается совместно с байпасом (перемычкой), соединяющим трубу подачи и обратки, за счет чего формируется малый циркуляционный контур.

Работает система, предохраняющая котел от конденсата и температурного шока, по следующей схеме :

1. Пока топливо разгорается, клапан перекрывает поток остывшего теплоносителя из большого контура системы отопления. В результате циркуляционный насос гоняет по малому кругу ограниченный объем теплоносителя.
2. На трубе обратки установлен датчик, соединенный с термоголовкой трехходового клапана. Когда теплоноситель в обратном трубопроводе нагревается до 50-55 градусов, термоголовка срабатывает и нажимает на шток клапана.
3. Клапан плавно приоткрывается и остывший теплоноситель начинает понемногу поступать в рубашку котла, смешиваясь с нагретым из байпаса.
4. Когда все радиаторы прогреваются и температура обратки повышается до безопасных для котла значений, трехходовой клапан перекрывает байпас, полностью открывая проход потоку теплоносителя по обратному трубопроводу.

Базовая схема подключения твердотопливного котла к отопительной системе максимально проста и надежна, монтаж обвязки можно выполнить самостоятельно.

Важно знать, как подключить твердотопливный котел с использованием полимерных труб, чтобы избежать распространенных проблем :

• Полимерные трубы небезопасно использовать для обвязки котла – они могут не выдержать аварийного повышения температуры и давления. Поэтому обвязку рекомендуется выполнить сталью или медью, а полимерные трубы подсоединять уже к коллектору, распределяющему теплоноситель по отопительным контурам. В крайнем случае, металлическую трубу монтируют только между подающим патрубком котла и группой безопасности.
• Использование толстостенной полипропиленовой трубы для обратного трубопровода на участке между трехходовым клапаном и патрубком котла приводит к тому, что накладной температурный датчик реагирует на нагрев теплоносителя с заметным запозданием. Лучше установить металлическую трубу.

Подключение твердотопливной установки с гидрострелой

Насос для системы отопления с принудительной подачей теплоносителя устанавливается на трубу обратки между трехходовым клапаном и котлом. Такое расположение позволяет ему обеспечить циркуляцию воды или антифриза по малому кругу. Ставить циркуляционный насос на трубу подачи нельзя, поскольку устройство не рассчитано на работу с пароводяной смесью, которая образуется при перегреве теплоносителя. Остановка насоса ускорит или спровоцирует взрыв отопительного котла, поскольку в него перестанет поступать остывший теплоноситель.

Как удешевить обвязку

Базовая схема подключения твердотопливного котла предусматривает использование трехходового смесительного клапана, оснащенного термоголовкой и накладным датчиком. Это оборудование достаточно дорого стоит, и его можно заменить более дешевым вариантом – трехходовым клапаном с вмонтированным термостатическим элементом. Такое устройство отличается фиксированной настройкой – клапан срабатывает, когда температур среды достигает 55 или 60 градусов (в зависимости от модели).

Установка клапана, поддерживающего фиксированную температуру, снижает финансовые затраты на монтаж защиты твердотопливного агрегата от конденсата и термических перепадов. Теряется возможность гибко управлять температурой теплоносителя, отклонения от заданного значения могут достигать 1-2 градусов, но это не является критичным.

Ошибка №1 – котельная (топочная)

При установке твердотопливного котла в частном доме многие владельцы допускают грубую ошибку – совмещают жилые помещения с котельной. Чаще всего монтаж выполняется в прихожей, кухне или коридоре. Такое расположение, кроме высокой пожарной опасности ведет к следующим негативным последствиям:

1. Запах гари. Несмотря на эффективную работу дымохода, специфический запах сгоревшего топлива всегда присутствует в помещении, где установлен котел. Он въедается в материал отделки, одежду и предметы быта;
2. Грязь. При эксплуатации твердотопливный котел требует определенного количества дров, топливных брикетов или угля. Так же нужно удалять продукты сгорания – пепел и золу. Все это в большом количестве будет приноситься и уноситься через жилые помещения, что неизбежно приведет к большому количеству грязи.

Установку твердотопливного котла в частном доме необходимо предусматривать еще на этапе проектирования. В этом случае, под котельную можно выделить отдельное помещение, соответствующее определенным требованиям. Это необходимо по целому ряду причин:

• Габариты котла и расстояние до стен;
• Обвязка: трубы, запорная арматура, накопительная емкость (при наличии), теплонасос, группа безопасности, расширительный бак. Все эти элементы используются в наиболее эффективной закрытой схеме отопления и требуют свободного пространства не только для установки, но и для дальнейшего обслуживания;
• Бойлер косвенного нагрева – используется для получения горячей воды в отопительный сезон;
• Место для хранения топлива на одну закладку. Это не строгое требование, а скорее рекомендация. Её соблюдение существенно облегчит эксплуатацию котла.

Котельная для установки твердотопливного котла должна соответствовать нормативным требованиям СП 89.13330.2016 (актуальная редакция СНиП II-35-76):

Габариты помещения. Объем – из расчета15 м3 + по 0,2м3 на каждый киловатт мощности оборудования. Площадь не менее 7 м2, высота помещения – около 2,5 м;
Расстояние от котла до ограждающих конструкций: с лицевой стороны (зона закладки топлива) – 2 м, с тыльной стороны и торцов не менее 25 и 70 см соответственно;
Освещение. Аварийные ситуации, связанные с неправильным монтажом твердотопливного котла предусматривают задымление помещения

Поэтому вопросам освещения уделяется большое внимание. Размер окна должен быть не менее 0,03 м2 на 1 м3 помещения

При невозможности обустройства естественного освещения нужно установить обычный и резервный (независимый от бытовой электросети) источник искусственного света;
Вентиляция. Твердотопливный котел отопления использует для горения кислород из помещения котельной. Поэтому в помещении должна быть предусмотрена естественная или принудительная приточно-вытяжная вентиляционная система. Самый простой вариант естественной вентиляции состоит из вытяжки, не подсоединённой к системе дымохода, и приточного отверстия, расположенного в нижней части внешней стены на расстоянии 30 см от уровня земли. Площадь приточного отверстия сопоставляется с площадью сечения дымохода и не должна быть меньше.

Для твердотопливных котлов большой мощности и при недостаточной площади котельной необходимо принудительное нагнетание воздуха в помещение. Оно реализуется посредством обычного бытового оконного вентилятора, устанавливаемого в вентиляционную отдушину. В особых случаях используется специальное устройство принудительного наддува воздуха непосредственно в топку котла. Такие приспособления значительно увеличивают эффективность и скорость нагрева помещения. Однако имеют определенные технические ограничения – используются только в пеллетных, классических и многокамерных твердотопливных котлах. Для пиролизных моделей и котлов длительного горения такая модификация не предусмотрена.

Материалы строительных конструкций и отделки. Твердотопливные котлы имеют довольно большой вес, поэтому в качестве несущего основания используется бетонный фундамент монолитный или штучный. Рекомендуется, чтобы размеры и форма несущего основания полностью совпадали с размерами помещения котельной. Однако в случае установки твердотопливных котлов небольшого размера и мощности в качестве основания, достаточно кирпичной кладки или монолитной заливки толщиной 5 см и размерами 4м2. Такую конструкцию вполне по силам выполнить своими руками. В качестве отделочных материалов для стен, особенно расположенных непосредственно возле котла, допускается использование керамической плитки, облицовочного кирпича и других типов негорючей отделки. Для потолка, обычно, применяется цементная или гипсовая штукатурка.

Создание теплого пола

Если вы хотите в систему отопления включить «теплый пол», тогда используйте гидрострелку. Для напольного отопления требуется низкотемпературное подключение. В верхней части гидрострелки находится горячая вода для радиаторов, в нижней — более прохладная для пола.

В обвязку включаются узлы рециркуляции: байпас и трехходовой клапан. При падении температуры клапан будет открываться для рециркуляции воды. Подробнее показано на картинке:

Во время установки соблюдайте правила и нормативы. Помните, что подключение к газопроводу проводится только специализированной службой. Чтобы облегчить вам выбор, прилагаем полезное видео:

Способ циркуляции теплоносителя

Каким же образом горячая вода попадает в отопительные радиаторы? Принцип работы системы водяного отопления заключается в нагревании жидкости в котле и перемещении её по трубам отопления. Воздух во всех уголках дома нагревается от радиаторов с горячей водой, и, чем быстрее нагретая жидкость попадет в них, тем быстрее начинается обогрев помещения. По мере остывания вода возвращается в котел для повторного нагрева и поддержания заданной температуры воздуха в следующем цикле движения. Перемещение нагретой воды от котла называют прямым током, а её возврат – обратным.

От скорости перемещения жидкости зависит быстрота нагрева воздуха в помещении и количество использованных ресурсов. Для ускорения в систему устанавливают циркуляционный насос. Сейчас уже можно встретить котлы, которые сразу им оборудованы.

Как же проходит циркуляция без использования насоса в схеме котла отопления? Нагретая жидкость поднимается по трубам, а холодная опускается, и вытесняет уже нагретую. Для самостоятельного движения теплоносителя обогрева, согласно законам физики, трубы в доме проектируют не строго горизонтально, а с уклоном около 3-5 градусов.

В котле с естественной циркуляцией вода движется самотеком. Преимущество такой системы циркуляции в её простоте и отсутствии лишнего оборудования. Недостаток же в большем диаметре труб и малом давлении воды в них. Такая система медленнее нагревает помещение и не подходит для домов с большой площадью.

Схема отопления с принудительной циркуляцией

При использовании искусственной циркуляции воде помогает перемещаться в трубах специальный насос. При проектировании трубной разводки в этом случае не нужно соблюдать наклон труб, что значительно упрощает работу проектировщиков. Однако насос работает за счет электроэнергии, а значит, из-за проблем с напряжением в сети могут возникнуть трудности с отоплением. Помочь в данной ситуации сможет генератор. Следовательно, расходы на обслуживание системы принудительной циркуляции несколько выше. Зато такие схемы котлов могут осилить любую отапливаемую площадь, главное подобрать насос необходимой мощности.

Особенности водяной отопительной системы

При выполнении монтажа водяной системы отопления своими руками в первую очередь нужно определиться с её видом. На сегодня специалисты рассматривают отопительную систему с естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя. При этом одна от другой отличается наличием либо отсутствием циркуляционного насоса. Но для начала рассмотрим достоинства обогрева с естественной циркуляцией воды по трубам и радиаторам:

• естественный вариант отопления самый дешёвый;
• такое оборудование не требует подключения к сети переменного тока;
• в такой системе может использоваться любой отопительный котёл.

Если рассматривать её недостатки. то хочется выделить следующие проблемы:

• низкий уровень КПД;
• теплоноситель по батареям распределяется неравномерно;
• в такой системе обязательно устанавливается расширительный бачок;
• обязательное использование металлического трубопровода.

У многих может возникнуть вопрос, а почему именно трубы из металла? Всё очень просто, теплоноситель в такой отопительной системе циркулирует с очень высокой температурой, в особенности возле котла. Поэтому не все пластиковые трубы смогут выдержать такие тепловые нагрузки.

При наличии циркуляционного насоса всё происходит немного по-другому. Такой способ более эффективно распределяет теплоноситель по радиаторам. Также к положительным качествам принудительной циркуляции воды можно отнести использование трубопровода с небольшим диаметром. Так, если сравнить такие системы отопления, то диаметр труб при естественной циркуляции теплоносителя почти вполовину больше чем при использовании циркуляционного насоса.

Естественная циркуляция

Примерная схема системы

Основным вопросом системы естественной циркуляции является вопрос, который определяет силу движения теплоносителя к отопительным приборам и обратно в котёл. Сила движения нагретого теплоносителя появляется по той причине, что теплоноситель нагревается в тепловом генераторе, тогда, как в приборах отопления данный теплоноситель остывает и его выдавливает нагретый теплоноситель. Другими словами, теплоноситель, который нагрелся в тепловом генераторе до определённой температуры, имеет меньшую массу, чем теплоноситель в холодном состоянии.

Итак, нагретая до нужной температуры вода поднимается по определённому направлению в главном стояке и распределяется трубной разводкой по всем отопительным приборам, то есть радиаторам. Через некоторое время теплоноситель в радиаторах остывает, отдавая своё тепло металлу, что делает его отяжелевшим. По специально подведённым трубам обратного направления остывший теплоноситель транспортируется обратно к нагревательному котлу, где своей массой вытесняет горячую воду из теплового генератора.

Такой цикл движения теплоносителя в отопительной системе будет повторяться до того момента, пока нагревательный котёл будет работать, вследствие чего теплоноситель будет циркулировать по трубной магистрали. Системы отопления с естественной циркуляцией имеют разную силу давления, что приводит к разной интенсивности циркуляции и нагрева отопительных приборов. Сила движения теплоносителя в отопительной системе зависит от разных плотностей и весов холодного и горячего теплоносителя.

Из этого можно сделать вывод, что давление в отопительной системе и сила движения воды зависит от общей разницы горячего и холодного теплоносителя. Другими словами, чем больше эта разница, тем больше сила движения теплоносителя в системе отопления, циркуляция теплоносителя в которой осуществляется естественным путём. Кроме всего прочего, давление в системе отопления и сила движения нагретого теплоносителя зависит от того, на какой высоте располагается отопительный прибор относительно генератора тепловой энергии.

Как правило, теплоноситель в простой системе отопления водяного типа нагревается до 95 градусов, тогда, как остывший теплоноситель имеет температуру не выше 70 градусов. Из таких показателей можно определить общее давление в системе отопления и силу движения теплоносителя к верхним и нижним отопительным приборам. Для того, чтобы визуально представить себе распределение между верхними и нижними радиаторами в системе отопления необходимо нарисовать некое подобие схемы.

По центру обозначаем нагревательный котёл, от которого идёт разводка к верхним и нижним радиаторам, замыкающаяся напротив самого котла. Проведя линию между верхними и нижними нагревательными приборами (радиаторами), мы получим границу перепада температуры от 95 до 70 градусов. Далее рассмотрим отопительный процесс.

Схема системы

Отопительный котёл нагревает теплоноситель, в нашем случае воду, который из-за образовавшегося давления начинает своё движение от одного отопительного прибора к другому. Когда теплоноситель пересечёт проведённую нами линию и отправится в отопительные приборы нижнего этажа, его температура будет значительно ниже, а из последнего радиатора и вовсе выйдет теплоноситель с температурой всего в 70 градусов. При осуществлении движения теплоносителя от радиатора к радиатору не стоит забывать о том, что часть температуры отдаётся и самим трубам, вследствие чего температура теплоносителя постоянно снижается.

Из этого можно сделать смелый вывод, что нагревательные приборы, которые находятся выше линии разделения системы будут нагреваться больше, чем те, которые располагаются на нижнем этаже.

Всё это приводит к тому, что использование данной отопительной системы для двухэтажных домов неактуально, ведь первый этаж будет постоянно холоднее, чем второй. Кроме того, при использовании двухтрубной отопительной схемы, когда радиаторы будут располагаться ниже самого котла или на одном с ним уровне, добиться правильной циркуляции теплоносителя без использования вспомогательных механизмов практически невозможно.

По этим очевидным причинам расположение нагревательного котла должно быть таким, чтобы приборы отопления находились на уровень выше самого котла. Для этого нагревательные котлы располагают в небольшом углублении, а систему отопления немного поднимают под определённым углом, чтобы добиться должного давления и правильной естественной циркуляции теплоносителя. Таких явных недостатков лишены стандартные однотрубные схемы отопления.

Схемы отопления

Чтобы отопительная система на газе функционировала качественно и эффективно обогревала дом, следует позаботиться о правильном монтаже схемы отопления. Она может быть в двух вариантах.

1. С естественной циркуляцией, когда теплоноситель циркулирует по трубам за счёт того, что плотность холодной и горячей воды неодинаковая. При монтаже такой схемы нужно рассчитывать всё до мелочей, чтобы не столкнуться с неприятностями в процессе эксплуатации.
2. С принудительной циркуляцией, когда за транспортировку воды по трубам отвечает специальное насосное оборудование.

Схема газового отопления может быть установлена с одним трубопроводом или двумя. Однотрубная отличается экономичностью, но есть одна проблема – трубы не прогреваются равномерно, особенно если дом двухэтажный. Популярностью пользуется ленинградская схема отопления, которая предусматривает установку замкнутой на котёл трубы, по которой циркулирует вода.

Использование природного газа в качестве ресурса для работы системы отопления, а именно – котла, по праву можно назвать самым доступным и экономичным вариантом обогрева частного дома. Для организации теплоснабжения можно использовать как центральную газовую магистраль, так и газгольдер – резервуар для хранения газа.

При этом в первом случае все монтажные работы по сооружению отопительной системы значительно упрощаются и состоят из определённых этапов:

• создание проекта газовой системы отопления в частном доме ;
• приобретение котла и сопутствующих материалов;
• монтаж отопительной системы и заливка теплоносителя;
• ввод системы в эксплуатацию – первый запуск даёт возможность выявить скрытые проблемы;
• непосредственное включение отопления.

Газ по праву можно считать качественным и экологически чистым топливом. Газовое оборудование обладает длительным эксплуатационным ресурсом и не требует особых познаний при эксплуатации. Автономное отопление может быть использовано на протяжении всего года
в случае необходимости. Для хранения газа используется газгольдер или подача топлива подводится непосредственно по трубам из центральной магистрали. При этом последний вариант намного удобней.

Виды и характеристика трубных изделий для системы отопления

Полипропиленовые трубопроводы подразделяются на 4 категории:

1. PN 10 – трубы с тонкой стенкой, для сред низкого давления не более 1 атм и Т до 45 С, в системе отопления котлов практически не используются, разве в канализационных низкотемпературных самотечных линиях или низкотемпературной конструкции «теплый пол».
2. PN 16 – немного лучшее качество, Т до 60С, а давления -1.6 атм, но все же для котлового агрегата с выходом среды до 95 С – материал не годится.
3. PN 20 – имеет технические характеристики Т до 80 С, а давление среды до 20 атм, могут использоваться в схемах горячего водоснабжения или низкотемпературном отоплении небольших по площади одноэтажных построек.
4. PN 25 – с температурой среды до 95 С и давлением до 25 атм допустимы для использования в практически любой отопительной системе, кроме работающих на паре и конденсате.

Кроме маркировки, необходимо учитывать коэффициент теплового расширения труб, поскольку трубы нагреваясь очень сильно удлиняются, без учета этих свойств, новая смонтированная система при первом запуске, будет деформирована с образованием многочисленных утечек. Проблему решают двумя способами — монтируют компенсационные петли, снижающих удлинение и применение труб с армирующим слоем. Этот вариант реализован в трубах PN 25.

Трубы PN 25, армированные стекловолокном

Фольгированный слой не соприкасается с водой, в связи, с чем на них не оказывает влияние коррозионные процессы, при этом уменьшает коэффициент теплового расширения практически вдвое.

Есть еще более эффективный вариант PN 25, хоть он немного дороже, с армирующим слоем из стекловолокна, который сводит, практически на нет, все тепловое расширение.

Необходимые инструменты для работы

Для обвязки котла отопления полипропиленом вам понадобится:

• рулетка;
• соединительные элементы: хомуты, фитинги, шаровые краны и т.д;
• специальные ножницы для полипропиленовых труб (можно самые дешевые);
• сварочный аппарат, предназначенный для работы с пластиковыми трубами.

Сварочный аппарат – достаточно дорогостоящее оборудование, обычно его берут в аренду. Главное назначение такого аппарата заключается в нагреве внутренней и наружной части трубы до нужной температуры, чтобы можно было изогнуть трубу до нужно формы. В комплект поставки должны входить различные насадки.

Общие правила обвязки трубопроводов

Правила установки сетчатого фильтра

Правильная обвязка труб отопления заключается в установке запорной и регулирующей арматуры на определенных участках системы. Но кроме нее нужно монтировать сетчатые фильтры перед некоторыми приборами – циркуляционным насосом, расширительным баком.

Для увеличения срока безремонтной работы транспортных магистралей отопления также следует монтировать дополнительные компоненты. В большей степени это относится к полимерным материалам изготовления:

• Компенсационные петли. Необходимы в обвязке труб отопления для компенсации теплового расширения;
• Обводы. Предназначены для установки пересекающихся труб.

В видеоматериале можно ознакомиться с особенностями обвязки отопительного котла:

Назначение обвязок отопительного оборудования

Общая схема обвязки отопления

Для чего нужна схема обвязки котла отопления, радиаторов и труб? Ее первейшей задачей является обеспечение корректной работы конкретного элемента теплоснабжения. Так как параметры системы не стабильны – необходима их своевременная регулировка на конкретном участке.

Правильная обвязка котла отопления своими руками начинается с выбора ее компонентов и адаптации их по параметрам теплоснабжения. Они могут устанавливаться как в непосредственно близости от объекта обвязки, так и удаленно

Важно, чтобы их работа не влияла на текущие качества этого элемента отопительной системы

Независимо от того планируется обвязка насоса отопления, радиатора или котла – необходимо выполнить ряд условий:

• Определение оптимальной схемы и ее компонентов. Это зависит от назначения отопительного прибора и его требуемого функционала после запуска отопительной системы;
• Степень влияния на радиатор или котел компонентов обвязки, возможность автоматической или ручной регулировки их работы;
• Обеспечение оптимальной работы всей системы отопления – ограничение потока теплоносителя на конкретном участке магистрали, смешивание его с охлажденной водой для уменьшения текущих затрат на энергоноситель;
• Безопасность работы. Именно для этого предназначена обвязка двухконтурного котла отопления.

Кроме этого, нужно учитывать материал изготовления, возможность создания надежных узлов крепления и совместимость компонентов обвязки между собой. В итоге разработанная схема должна обеспечить нормальную работу всей системы теплоснабжения.