Обвязка и схема подключения отопительного котла в частном доме

Основные элементы обвязки

В этом разделе мы рассмотрим обязательные и желательные элементы обвязки. Начнем с самого необходимого – это расширительные бачки. Наши рекомендации применимы к газовым и электрическим отопительным агрегатам. Обвязка газового котла отопления и обвязка электрокотла отопления совпадают по своей оснащенности.

Расширительные бачки и их разновидности

Еще в школе нам объясняли то, что при нагревании вода расширяется, а на уроках физики мы устраивали лабораторные работы, подтверждающие этот факт. То же самое происходит в отопительных системах. Вода здесь является самым распространенным теплоносителем, поэтому ее тепловое расширение нужно как-то компенсировать. В противном случае возможны разрывы труб, протечки и повреждение отопительных приборов.

Обвязка котла отопления в обязательном порядке включает в себя расширительный бачок. Он ставится рядом с котлом или в самой верхней точке контура – все зависит от типа системы. В открытых системах применяются традиционные расширительные бачки, сообщающиеся с атмосферой. Для работы замкнутых контуров необходимы герметичные мембранные бачки.

В открытых системах отопления расширительные баки играют сразу три роли – через них производится добавление теплоносителя, они принимают в себя излишки расширяющейся воды, через них выходит воздух, образующийся в трубах и радиаторах. Поэтому они ставятся в самых высоких точках. Герметичные мембранные баки в схемах обвязки стоят в произвольных местах замкнутых контуров, например, рядом с котлом. Для удаления воздуха применяются специальные спускники.

Преимуществом замкнутых контуров является то, что в них могут циркулировать любые типы теплоносителей.

Циркуляционные насосы

Обвязка котельной в частном доме все чаще включает в себя циркуляционные насосы. Раньше отопление делалось на основе толстых металлических труб. Результатом становилось низкое гидродинамическое сопротивление контуров. Монтируя трубы под определенным углом, можно было добиться естественной циркуляции теплоносителя. Сегодня толстые металлические трубы уступили свое место тонким пластиковым и металлопластиковым образцам.

Тоненькие трубы хороши тем, что их практически не видно. Также их можно прятать в стены, в полы или же монтировать за потолками, добиваясь полной маскировки. Но они отличаются большим гидродинамическим сопротивлением. Преград добавляют и многочисленные соединения, разветвления. Поэтому рассчитывать на самостоятельное движение теплоносителя невозможно. В этом случае в схему обвязки котла отопления включаются циркуляционные насосы.

Рассмотрим основные плюсы применения циркуляционных насосов:

• Возможность увеличить протяженность отопительных систем;
• Принудительная циркуляция позволяет доставить тепло в самые удаленные точки дома;
• Возможность спроектировать отопление любого уровня сложности;
• Возможность организации нескольких отопительных контуров.

Есть и некоторые минусы:

• Покупка циркуляционного насоса влечет за собой дополнительные затраты;
• Повышение потребления электроэнергии – в рабочем режиме до 100 Вт/час, в зависимости от модели;
• Возможные шумы, распространяющиеся по всему дому.

Для одновременной работы нескольких контуров необходимо приобрести и смонтировать коллектор, обеспечивающий равномерное распределение теплоносителя.

В последнем случае нужно просто купить хороший насос.

Циркуляционные насосы в схемах обвязки котлов отопления монтируются сразу после отопительного оборудования или перед ним, причем с байпасом. Если в доме планируется проложить несколько контуров, следует поставить на каждый из них по отдельному устройству. Такой подход применяется при наличии в доме теплых полов – один насос гоняет теплоноситель по полам, а второй – по основному контуру отопления.

Нюансы работы

Двухтрубная система с нижней разводкой и принудительной циркуляцией. Что представляет собой электрический котел, можно увидеть на фото.

Лучше чтобы он был немного уже основной магистрали. Для повышения эффективности систем отопления в быту используют либо тепловые аккумуляторы, либо байпасы.

Обязательные элементы обвязки Электродному или индукционному котлу для безопасной работы водяного контура требуется следующий набор дополнительного оборудования: Обвязка и схема подключения электрического котла отопления Спецпредложение!

Сами ТЭН подключаются к сети следующим образом: перемычкой соединены по одному из концов каждого из трубчатых электронагревателей, к оставшимся трем свободным поочередно подключаются фазы: L1, L2 и L3. С особой внимательностью следует отнестись к установке заземления: неопытные владельцы часто присоединяют его к нулевой фазе проводки.

Общие особенности электрических котлов

Любая система отопления состоит из трех базовых компонентов: источника тепла — в этой роли может выступать котел, печь, камин; теплопередающей магистрали — обычно в этом качестве выступает трубопровод, по которому циркулирует теплоноситель; нагревательного элемента — в традиционных системах это классический радиатор, преобразующий энергию теплоносителя в тепловое излучение. И это не связано с затратами на оборудование и монтаж, это связано со стоимостью электроэнергии.

В одной из статей мы рассказывали, что устройство твердотопливного котла может иметь конструктивные отличия. Есть разные методы монтажа, которые несколько отличаются по своему принципу работы. После подключения аппарата к системе отопления, переходят к реализации электрической части схемы, в которую входят УЗО и автоматический выключатель определенных технических характеристик.

Как выглядит обвязка электрокотла отопления?

Если установить прибор в отдельном помещении, кВт каждый месяц будут тратиться впустую. Они идут вдоль несущих стен дома, от котла до месторасположения крайней батареи. Генератор искры работает совместно с газовым клапаном и является неотъемлемой его частью. Затем, он поступает в большой контур, в задачи которого входит обогрев всего здания. Естественно, между патрубками входа и выхода теплоносителя в радиатор должен быть соединительный участок.

Схема аварийной обвязки котлов Подача воды из водопровода в систему используется довольно редко, так как является малоэффективной. Со временем на трубчатых нагревателях возникает накипь, из-за чего мощность оборудования уменьшается, а вероятность перегрева ТЭНов увеличивается. Если у вас недостаточно времени или вы не уверены, что сможете сами сделать все правильно, лучше не начинайте обвязку, полагаясь лишь на свою интуицию и видео в интернете. Как правильно подключить, какую схему использовать?
Чем топить дешевле? Поставил 4 котла!

Обвязка твердотопливного и газового котла (электрокотла)

Данная обвязка актуальна и пользуется спросом у жителей загородных домов. Она позволяет организовать круглогодичный комфорт в доме, включая в общую обвязку несколько источников обогрева. Как правило, устанавливаются пары из газового котла отопления с устройством на твердом виде топлива, а также твердотопливное оборудование с электрокотлом.

Твердотопливный котел+электрический

Схема обвязки газового и электрического устройств с дровяным одинакова, достаточно проста, потому что использует теплоаккумулятор одновременно и как гидрострелку. Это позволяет снабжать теплом эффективно сразу большое количество обогревательных точек (радиаторы, теплый пол, бойлер, полотенцесушитель и т.д.). При этом тепло газового котла отопления (электрического) и дровяного заряжает буферный бак, а затем уже он снабжает энергией тепловой конечные точки обогрева.

Существует также другой вариант совместного подключения газового котла отопления (электрокотла) и твердотопливного, без использования емкости буферной, потому что это достаточно дорого. Здесь главным источником обогрева выступает котел дровяной, газовый – вспомогательный.

Принцип действия. После прогорания твердого топлива температура воздуха снижается. Это фиксирует установленный в комнате датчик и сразу же запускает котел газовый. Остывающий главный котел отключается автоматически. Газовый работает до тех пор, пока дровяной агрегат не начнет прорабатывать следующую порцию топлива. Теперь уже в обратном порядке датчик комнатной температуры отключает газовое устройство обогрева.

Схема с такой обвязкой проста, ее можно самостоятельно установить.

Группа безопасности

Обвязка котла отопления полипропиленом потребует обязательного применения циркуляционного насоса, чтобы тот смог продавить теплоноситель по тонким трубам. В этом случае рекомендуется соорудить систему замкнутого типа с герметичным расширительным баком. Для работы такого контура потребуется группа безопасности, включающая в себя три прибора:

• Манометр или термоманометр;
• Автоматический спускник воздуха;
• Предохранительный клапан.

Рассмотрим назначение этих устройств.

Манометр является прибором, измеряющим давление в замкнутых системах. Такой контроль необходим из-за того, что теплоноситель не имеет выхода наружу, как это реализовано в открытых контурах. Стандартное давление в отоплении частных домов составляет до трех атмосфер. При перегреве теплоносителя давление поднимается, угрожая повредить смонтированное оборудование. А манометр позволяет оценить ситуацию и принять меры.

Термоманометр – это измерительный прибор с двумя шкалами. На первой шкале отображается температура теплоносителя, а на второй давление в отоплении. Если применяемый котел лишен собственного термометра, рекомендуется включить в схему обвязки именно такой сдвоенный прибор.

Автоматические спускники воздуха устанавливаются не только в группах безопасности – они монтируются рядом с батареями отопления и в распределительных коллекторах теплых полов.

Причин завоздушивания отопления много – это растворенный в воде кислород, реакция воды с металлом, проникновение воздуха через мелкие щели или через пластиковые трубы. Раньше эта проблема решалась с помощью кранов, врезаемых прямо в батареи отопления. Сегодня за это отвечают автоматические спускники воздуха. Они присутствуют в составе групп безопасности и самостоятельно выпускают воздух из труб, не требуя участия человека.

Предохранительный клапан является важным звеном в схеме обвязки напольного или настенного котла, работающего в замкнутой системе отопления. Он срабатывает при превышении давления, выпуская скопление воздуха и теплоносителя, препятствуя возникновению аварийной ситуации. Обойтись без этого звена в современном отоплении просто невозможно.

Процесс установки своими руками

Подготовка отопительного электрического агрегата к работе состоит из нескольких этапов. От правильности выполнения каждого из них зависит долговечность службы и безопасность эксплуатации.

Основными этапами работ являются:

• подготовка места для монтажа;
• обвязка котла;
• подключение к электросети и заземление;
• пробный запуск.

Если у владельца есть знания в электротехнике и прокладке систем для отопления домов, то можно своими руками провести весь комплекс монтажных и пусконаладочных работ.

Подготовительные работы

Перед проведением монтажных работ нужно подготовить схемы подключения электрокотла к нагревательному контуру и бытовой сети. Выбор размеров труб и их сортамент должен быть согласован с техпараметрами насоса, используемого для прокачки теплоносителя в магистрали системы.

Подбирая сечение кабеля для подсоединения установки к бытовой электрической сети, нужно учитывать мощность прибора. При использовании отопителей до 5 кВт разрешено подключение к однофазной линии, а более мощные агрегаты требуют для своего функционирования 380 В.

Разметка для монтажа проводится при помощи уровня, т. к. различные модели установок требуют только горизонтального или вертикального размещения. При помощи указанного инструмента также проверяется правильность навешивания аппарата после завершения монтажных работ.

Напольные агрегаты устанавливаются с применением штатных опор, которые входят в комплект поставки. В некоторых случаях допускается монтаж оборудования на теплоизоляционную площадку, способную выдержать массу устанавливаемого котла.

Обвязка котла

Для тэновых аппаратов в моноблочном исполнении, которые уже укомплектованы насосным агрегатом и гидроаккумулятором, достаточно подвести к соответствующим патрубкам прямую и обратную магистраль. К обратке подключается трубопровод для подпитки системы водой.

При навешивании простого тэнового оборудования с отсутствующим насосом и расширительным баком, все компоненты подключаются по схеме, рекомендованной производителем.

Прокладываются трубопроводы и проводится врезка в магистраль насосного агрегата. Дополнительно монтируется фильтр и группа безопасности.

Прямая магистраль и обратка соединяются с соответствующими патрубками нагревательного аппарата. В процессе работы используется уплотняющая лента.

Подключение к сети и заземление

Электрокотлы подсоединяют напрямую к счетчику посредством связки автовыключателя и УЗО. Автоматы монтируются на каждую фазу отдельно. Сечение проводов подбирается по потребляемой мощности.

Электроприбор 18 кВт для подключения требует применения проводов с медными жилами, имеющими поперечное сечение 10 кв. мм.

Ноль и земля присоединяются к агрегату одинаково. Электрические установки большой мощности требуют качественного заземления. Из корпуса отопительного аппарата выводится кабель нужного сечения до вкопанных в грунт электродов.

Наружную защиту располагают в точке, где будут отсутствовать люди при пробое электросети. Металлические штыри желательно разместить в грунте на расстоянии не более 1 м от фундамента здания.

Пробный пуск

Перед проведением пробного пуска нужно проверить целостность изоляции на всех кабелях, надежность крепления проводов и соединительных муфт, кранов и стыков труб. Дальше система заполняется водой. Воздух из магистрали выпускается через специальный клапан.

Давление в системе контролируется при помощи манометра, входящего в группу безопасности. Для большинства котлов оно составляет 1,3-2,0 бар в рабочем состоянии и 1,0-1,3 при отключенном агрегате.

После заполнения магистрали теплоносителем подается напряжение и выставляется необходимая температура при помощи блока управления.

Обогрев электрокотлом дает результат при его подключении в доме среднего и небольшого размера. Использование такой установки считается безопасным и экологическим способом поддержания оптимальной температуры в жилом помещении. Изготовить электрокотел своими руками достаточно просто, главное соблюдать алгоритм действий и технику безопасности.

Виды систем водяного отопления

По способу циркуляции теплоносителя системы водяного отопления делятся на 2 типа:

1. Схема с естественной (гравитационной) циркуляцией, открытая система;
2. Схема с принудительной циркуляцией, система закрытого типа.

В системе с естественной циркуляцией движение воды осуществляется за счет разницы плотностей теплоносителя. Нагретая вода несколько расширяется, приобретает меньшую плотность и вес, поднимается по системе вверх. Ее место занимает холодный теплоноситель, который, в свою очередь, также нагревается и продолжает движение.

Системы данного типа сообщаются с атмосферой через расширительный бак открытого типа. Бак служит естественным воздухоотводчиком, принимает в себя излишки воды при нагреве. Расширитель часто оборудуют трубой перелива для сброса воды при быстром расширении.

Гравитационная система применима только к напольным котлам, так как настенные имеют относительно малый диаметр подключения и небольшой теплообменник. Эти факторы не позволят реализовать принцип естественного циркулирования.

Котел устанавливается в нижней точке системы, от него поднимается вертикальный стояк высотой не менее 2,5 метров. На верхней точке устанавливается расширительный бак, труба переходит в горизонтальное направление с уклоном не менее 3 – 5 мм на погонный метр, расходится к приборам отопления.

Кроме расширительного бака никакого оборудования в этой схеме монтировать не требуется. Система выполняется из стальных труб диаметром 40 – 50 мм. Применение полимерных (пластиковых) трубопроводов не рекомендуется из-за высокого значения температуры в зоне котла и низкой теплопроводности стенок. Стальные трубы сами по себе выступают поверхностью нагрева.

В качестве приборов отопления используются чаще всего чугунные радиаторы, имеющие большое проходное сечение. Алюминиевые и биметаллические радиаторы имеют малое проходное сечение – это препятствует движению теплоносителя.

Система закрытого типа – наиболее популярная схема реализации отопления. Теплоноситель в такой системе движется принудительно, нагнетается циркуляционным насосом. Рабочее давление в закрытой схеме составляет 1,5 – 2,0 кгс/см2, предельное (давление срабатывания предохранительного клапана) – 3,0 кгс/см2.

Для монтажа систем применяются различные виды материалов. Трубы в этом случае имеют меньший диаметр по сравнению с естественной циркуляцией, доступна прокладка скрытым способом. Диапазон размеров трубопроводов колеблется от 15 до 25 мм (внутренний условный диаметр).

Закрытая схема универсальна для любых видов котлов – настенных и напольных. Обвязка котла в этом случае имеет набор обязательных элементов:

1. Расширительный бак мембранного типа (экспанзомат);
2. Циркуляционный насос;
3. Группа безопасности котла.

Для обеспечения более качественной работы устанавливают дополнительное оборудование – гидравлический разделитель (гидрострелка), теплоаккумулятор.

Расширительный бак предназначен для компенсации давления в системе. При расширении пластичная мембрана растягивается, излишки теплоносителя заполняют водную камеру сосуда. При остывании мембрана вытесняет воду обратно под давлением воздушной камеры экспанзомата (1,0 – 2,0 кгс/см2).

В состав группы безопасности входят следующие устройства:

1. Корпус;
2. Термоманометр;
3. Предохранительный сбросной клапан;
4. Ручной или автоматический воздухоотводчик.

Настенные модели обычно имеют полный набор встроенного оборудования – насос, экспанзомат и группу безопасности. Напольные модели зачастую производятся без дополнительного оборудования, его необходимо приобрести и установить отдельно.

Системы с естественной (гравитационной) циркуляцией модернизируются установкой насоса малой мощности. Это значительно улучшает показатели работы, выравнивает температуру сети, не требует монтажа другого оборудования.

Схемы обвязки двухконтурного настенного котла

• Гравитационная схема, которая используется в системах с естественной циркуляцией теплоносителя. Трубопроводы и радиаторы устанавливаются с соблюдением уклона, обеспечивающего перемещение горячих слоев жидкости вверх, а более холодных — вниз.
• Схема с циркуляционным насосом. Перемещение теплоносителя принудительное, работа системы более стабильная и эффективная. Такой вариант используется чаще всего.
• Коллекторная схема. Появилась относительно недавно, отличием ее от общепринятых вариантов является подключение котла к коллектору, от которого питаются все линии системы. Подходит для сложных систем, состоящих из радиаторной линии и теплого пола.
• Аварийная схема. Она разработана для использования в случае внезапного отключения электроэнергии. Обычно котлы прекращают свою работу, но, если имеется аварийная схема обвязки, можно пользоваться отоплением на естественной циркуляции теплоносителя.

ВАЖНО!

Как коллекторная, так и аварийная схемы обходятся дороже и требуют более значительных трудозатрат при сборке. В то же время, они позволяют получить более эффективную работу отопления и возможность обогревать дом во время отсутствия электропитания.

Монтаж открытой системы дымохода, учитывая диаметр

Нормы, определяющие установку этого варианта дымоотвода для газового котла, являются следующими:

труба дымохода не должен иметь больше трех колен и не иметь множество изгибов;
материал, используемый для конструкции, обязательно должен быть негорючим;
очень важно оснастить дымоотвод теплоизоляцией, чтобы снизить количество появляющегося в ней конденсата;
на участке трубы следует орудовать специальное отверстие с заслонкой, необходимое для периодической чистки системы;
еще одно отверстие должно служить для сбора конденсата;
высота дымохода газового котла, а также его диаметр должны соответствовать параметрам, указанным в инструкции к оборудованию;
расположение открытого дымохода должно быть строго вертикальным, при этом максимально допустимое отклонение – 30°;
чтобы предотвратить попадание внутрь трубы различного мусора извне и осадков, на ее конце требуется оборудовать специальный защитный конусовидный зонтик;
минимальная высота трубы над коньком двускатной крыши должна составлять 0,5 м. В том случае, если кровля является плоской, то это расстояние должно увеличиться до не менее двух метров.

В качестве теплоизоляции для вертикального дымохода следует использовать устойчивые к огню материалы, такие, как, например:

• кирпич;
• асбестоцемент;
• раствор на основе извести.

Возвести систему открытого дымохода можно одни из следующих способов:

1. Кирпичный дымоход. Этот материал широко используется для различных построек, однако конкретно для такой системы он подходит меньше всего ввиду того, что продукты сгорания негативно влияют на целостность кирпичной кладки, что неизбежно сокращает эксплуатационный срок всей конструкции.
2. Дымоход из стальных листов. Такой материал прекрасно подойдет не только для внешней, но и для внутренней отделки стенок трубы дымоотвода.
3. Листы алюминия не популярнее, чем сталь. Ими также можно оборудовать внутреннее пространство системы.
4. Трубы эмалированного типа. Зачастую подобный материал уже имеет встроенную теплоизоляцию, поэтому в том случае, если использовать его в качестве основного, то дополнительно утеплять дымоход не придется.

Основными инструментами и материалами, используемыми для создания открытой системы дымохода, выступают следующие:

• кирпич;
• бетон;
• емкость для размешивания бетона;
• строительный мастерок;
• специальный уровень, служащий для проверки правильности вертикальной укладки;
• листы стали, предназначенные для отделки трубы изнутри и для создания защитного зонтика.

Варианты схем обвязки

Классический вариант обвязки газового котла – это когда теплоноситель поднимается по подаче, поступает в стояки и дальше на радиаторы. Степень нагрева помещения зависит от количества установленных радиаторов, оснащенных дросселями и перемычками. Возврат холодного теплоносителя в котел осуществляется по нижней обратной линии.

Наиболее распространёнными схемами обвязки в настоящее время являются:

• Гравитационная система;
• принудительная с циркуляционным насосом;
• одноконтурная;
• двухконтурная;
• настенное расположение котла;
• напольная установка агрегата.

Обвязка в гравитационных системах

Схема гравитационного отопления допускается к реализации теплоснабжения объектов с площадью не более 100 м2 и должна быть выполнена в точности с проектом. Если будут ошибки при выборе труб, или не выдержаны уклоны, то система работать не будет.

Принцип работы системы основывается на разности удельного веса горячей и холодной воды. Горячая поднимается к радиаторам, где отдает тепло окружающему воздуху,  далее остывший холодный теплоноситель опускается вниз и через обратку поступает на вход отопительного котла. Главное условие обвязки – обеспечение уклонов  труб не менее 3 градусов.

Преимущества схемы:

• Простота конструкции;
• доступность монтажа;
• бесшумность работы котла;
• длительный срок эксплуатации.

В качестве недостатков пользователи отмечают:

• Большой период нагрева;
• невозможность точной регулировки температуры внутри воздуха комнаты;
• грубый внешний вид установки труб с уклонами, мешающих интерьеру помещений.

Обвязка систем с циркуляционным насосом

Циркуляционные насосы включаются в схему в систему с большим сопротивлением, когда их не удается преодолеть с помощью естественной циркуляции либо в двухконтурных котлах, где теплоноситель попеременно ступает в контур отопления или ГВС. Насос увеличивает скорость циркуляции среды через систему бойлеров, в связи с чем эффективность системы теплоснабжения повышается на 30 %. Кроме того положительным является тот факт, что такая схема легче автоматизируется и выполняет более тонкую настройку теплового режима в помещениях.

Установку насоса на сетевой трубе выполняют с применением накидных гаек, чаще всего они идут в комплекте к котлу, но могут приобретаться и в торговой сети. При установке агрегата для перекачки сетевой воды он не должен подвергаться усилиям при затяжке гаек. На входе в насос устанавливают сетчатый фильтр-грязевик, чтобы обезопасит рабочее колесо агрегата от грязи и отложений. Насос отсекают от основного оборудования шаровыми кранами для ремонта и обслуживания.