Подключение котла к системе отопления – виды котлов, основные узлы, нюансы

При обустройстве автономного отопления частного дома собственнику приходится выбирать котел в соответствии с видом топлива, схемой его обвязки и потребности в дополнительном горячем водоснабжении. Проводя подключение котла к системе отопления учитывают его функциональное назначение и в соответствии с ним подбирают необходимые комплектующие и трубопроводную арматуру.

Большинство потребителей используют в качестве источника топлива для котельного оборудования природный горючий газ как наиболее дешевый, доступный и практичный вид. Помимо подключения газового котла к отопительной системе, потребителю приходится неукоснительно выполнять ряд требований по выбору помещения, монтажу дымохода и подсоединению к источнику электроэнергии.

Рис. 1 Подключение котла к системе отопления с обвязкой в частных домах

Разновидности газовых отопительных котлов

Используемые потребителями газовые котлы для обогрева индивидуальных домов подразделяют на следующие категории:

Одноконтурные прямого нагрева. Внутри данного прибора помещен теплообменник, по которому циклически проходит теплоноситель в самотечном режиме или методом проталкивания его циркуляционным насосом. Температура отопительной жидкости в системе может автоматически регулироваться переключением скоростей циркуляционного электронасоса или пламенем горелок.

Двухконтурные. Обычно в большинстве загородных индивидуальных домов отсутствует горячее водоснабжение (ГВС) и потребителю приходится решать задачу его обеспечения. Для этого в отопительный котел помещают второй теплообменник, по которому протекает подогреваемая вода из магистрали холодного водоснабжения ХВС. При открывании горячего крана водный поток двигается по контуру ГВС и проходя через вторичный теплообменник нагревается. Данная схема имеет следующие недостатки:

• В трубопроводе ГВС при закрытых кранах вода не циркулирует и находится в охлажденном состоянии. Для поступления горячей воды приходится ждать ее прохождения и нагревания через вторичный теплообменник. В результате происходит незапланированный перерасход холодной воды и потеря времени при ожидании горячего потока в десятки секунд (зависит от длины водопровода и его диаметра).
• Объем контура ГВС в двухконтурных агрегатах довольно мал. Связано это с тем, что входные патрубки холодной и горячей воды обычно делают диаметром в 1/2 дюйма, что не может обеспечить высокий уровень водопотребления.

В итоге большинство двухконтурных моделей способны эффективно работать лишь на одну точку водоразбора.

К преимуществам данного типа оборудования можно отнести более низкую стоимость в сравнении с одноконтурными аналогами.

Двухконтурные модели рекомендуется устанавливать в дома общей площадью не более 150 м² с одной ванной комнатой.

Рис. 2 Основные узлы настенного одноконтурного котла

С бойлером косвенного обмена. Система состоит из одноконтурного котла и теплоизолированной бойлерной емкости большого объема, в которой находится нагреваемая вода. Процесс подогрева в бойлере осуществляется за счет прохождения по его внутреннему теплообменному змеевику отопительный жидкости из контура отопления. В системе с бойлером вода постоянно циркулирует по трубопроводу ГВС, а благодаря ее большому объему в емкости, к магистрали можно подключать большое число точек водоразбора. В результате потребитель всегда имеет горячую воду в любых объемах при среднем числе точек водозабора около трех.

Агрегаты с бойлером косвенного обмена рекомендуется размещать в домах с площадью более 150м².

По типу установки газовые котлы делят на:

Настенные.Это агрегаты небольшого объема, которые подвешиваются на стену котельной и занимают мало места. Настенные модели выпускают тепловой мощностью от 10 до 60 кВт с медным теплообменником, их основные особенности:

• Средний службы 10 лет.
• При работе медный теплообменник допускает значительные перепады температур между подачей и обраткой.
• Температура отопительной жидкости может изменяться в интервале от 25 до 80 °С.
• Средний КПД настенного оборудования составляет 92%.
• Агрегаты обладают небольшим весом, модель на 24 кВт имеет массу не более 30 кг.
• Средняя стоимость настенных приборов составляет 500 у. е.
• Для отвода дыма используются горизонтальные коаксиальные дымоходы.

Рис. 3 Основные узлы настенных двухконтурных моделей

Напольные. Данного типа котлы выпускают тепловой мощностью от 20 до 150 кВт, их отличительные особенности:

• КПД напольных моделей не превышает 90%.
• Чугунный массивный теплообменник имеет срок службы до 50 лет.
• Из-за применения чугуна вес агрегата довольно высок, к примеру модель на 24 кВт имеет массу 130 кг.

Стоит заметить, что помимо чугуна, напольные агрегаты выпускают и со стальными теплообменными узлами.

• Рабочая температура теплоносителя 60 – 80 °С при недопустимости перепада между подачей и обраткой более 20 °С из-за вероятности растрескивания чугуна.
• Средняя цена напольных моделей составляет 800 у.е.
• Почти все напольные агрегаты рассчитаны на использование вертикального дымохода.

Конденсационные

Данную разновидность настенного газового котла относят к последним разработкам в области отопительного оборудования, его основное отличие от обычных – более высокий КПД, доходящий до 98%. Этого показателя добиваются за счет того, что для подогрева теплоносителя забирают тепловую энергию у продуктов сгорания, снижая их температуру на выходе до 50 °С. При этом внутри котлового теплообменника жидкость от горячего дыма превращается в пар и после охлаждения выпадает в конденсат, после чего процесс циклически повторяется.

Агрегаты конденсаторного типа обычно подвешивают на стенах, они имеют тепловую мощность в диапазоне от 20 до 110 киловатт.

Рис. 4 Главные узлы напольного агрегата

Требования к котельным

В СНиП 2.04.08.87 приведены следующие нормы по размещению котельного оборудования:

• Не допускается устанавливать в одном помещении более двух котлов (водонагревателей).
• При необходимости размещения котельной за пределами жилого дома, решение принимается архитектурно-проектной организацией или эксплуатационной газовой службой. Требования к данным помещением аналогичны для жилых зданий.
• Установка водонагревательных котлов допустима в кухонных и прочих нежилых помещениях за исключением ванных комнат.
• Запрещено размещение любого газопотребляющего оборудования в подвалах за исключением индивидуального жилья, если данные помещения освещаются естественным светом, а топливом является газ природного происхождения.
• Подвесные газовые котлы должны размещаться на стенах с несгорающим покрытием или изолированными листовой сталью по 3-х мм асбестовому полотну.
• Изоляционное покрытие должно выступать за габаритные параметры агрегата на 100 мм.
• При напольном размещении отопительного оборудования зазор до стены принимают равным 100 мм.
• Если на кухне размещают отопительное оборудование вместе с газовой плитой, ее объем берут на 6 кубометров больше, чем в нормах для газопотребляющих плит.
• При размещении отопительного агрегата с дымоходом, высота потолков в помещении должна быть не менее 2-х метров при его общем объеме 7,5 м³. Если в частном доме устанавливают два котла, объем помещения не должен быть ниже 13,5 м³.
• Котельная должна быть оборудована вентканалом типовых размеров, выходящим на улицу.
• Внизу стеновой перегородки или дверного полотна должен располагаться проем (решетка) общей площадью от 0,02 м².

Рис. 5 Системы отопления с различными видами трубопроводов

Возможно будет полезным почитать про газификацию дома в целом, этапы подключения дома к газу, необходимую документацию.

Подключение котла к системе отопления

Решая задачу, как подключить газовый котел к системе отопления, учитывают конструктивное исполнение агрегата и схему его обвязки. Стоит отметить, что типовая отопительная система принудительного принципа действия, которая используется в большинстве случаев, обязательно имеет в своем составе циркуляционный насос и расширительный закрытый бак. Данное оборудование обычно устанавливается в отопительный контур, хотя многие современные газовые котлы имеют встроенные циркуляционный электронасос и гидробак.

Одноконтурного

Схема подключения газового котла с одним контуром не отличается высокой сложностью и состоит из замкнутой трубопроводной линии, в которую последовательно подключены фильтры, циркуляционный электронасос, запорная арматура. Приборы для спуска воздуха и расширительный бак подключают к магистрали параллельно.

Основные комплектующие для обвязки одноконтурной отопительной системы и их параметры:

Котел. Современные агрегаты имеют электронную систему управления температурными параметрами и нередко оснащены следующими встроенными приборами: гидравлическим баком, циркуляционным насосом, автоматическим воздухоотводчиком, перепускным клапаном, электронными стабилизатором напряжения, манометром и его механическим дублером (бренд Vaillant).

Одноконтурные котлы оснащены четырьмя выходными патрубками с наружной резьбой на 3/4 дюйма: два из них используют для подключения к магистрали с теплообменными приборами и еще два применяют для подсоединения бойлера косвенного обмена.

Рис. 6 Двухконтурный газовый котел – конструктивное устройство и внешний вид на примере модели Navien Smart Tok

Трубы. Для монтажа отопительной системы чаще других используют трубы для отопления из полипропилена, металлопласта, сшитого полиэтилена, реже из меди и нержавейки из-за их высокой стоимости. Для типовых моделей мощностью до 28 кВт внутренний диаметр трубопровода принимают равным не менее 20 мм, при этом оптимальные показатели для:

• меди – 22 мм;
• полипропилена (РР) – 25 мм;
• металлопласта PEX-Al-PEX – 26 мм.

Пользователю следует знать, что у всех перечисленных видов труб размеры задаются их наружным диаметром, то есть если исключить тонкостенную медь, то металлопластиковая и полипропиленовая труба снаружи должна быть больше внутреннего диаметра на один типоразмер, то есть 32 мм.

Кстати, про отопление в частном доме из полипропиленовых труб можно почитать в отдельной статье!

Запорная арматура. К одноконтурному газовому котлу подходят пять трубопроводов – четыре для подачи и отвода отопительной жидкости и один газовый. Чтобы получить возможность перекрывать поток рабочей среды, в систему помешают отсечные краны в следующих ситуациях:

• Чтобы подсоединить трубы подачи и обратки к котловому теплообменнику. Применение шаровых кранов позволяет снимать агрегат для ремонта и техобслуживания.
  Иногда ставят еще два дополнительных крана в трубопровод подачи и обратки. Делают это в том случае, если существует возможность слива ядовитого этиленгликолевого теплоносителя из котла при его снятии. В этой ситуации агрегат извлекают вместе с закрытыми отсечными кранами, чтобы предотвратить выливание отопительной жидкости из теплообменника. А вторая закрытая пара предотвращает вытекание теплоносителя из трубопровода.
• Через отсечной кран производят подсоединение гидроаккумулятора к котлу – это позволяет снять его в любое время без излива теплоносителя.
• Также шаровые краны монтируют по обе стороны фильтров без функции самоочистки для их снятия в случае ручной механической очистки.
• В обвязке циркулярного электронасоса шаровая запорная арматура дает возможность снимать прибор для ремонта и проведения профилактических работ.
• Краны помещают в трубопровод подкачки и в его нижнюю точку для слива (наполнения контура) теплоносителя.

Рис. 7 Применение отсечных кранов на входных котловых патрубках и фильтров грубой очистки (из-за неправильной установки по вертикали и сеткой вверх они бесполезны)

Фильтры. В магистраль отопительной системы обязательно помещают фильтр грубой очистки с сеткой на 100 или 200 мкм. Иногда ставят второй более мелкий механический фильтр на 20 мкм, обычно используют самопромывной тип с манометром на оголовке и спускным краном внизу.

Гидравлический бак. Прибор необходим для собирания расширяемой при нагревании отопительной жидкости.

Хотя во многих моделях присутствует встроенный гидробак, его объем для систем с большим количеством теплоносителя может оказаться недостаточен и возникает необходимость в дополнительном внешнем приборе.

Манометр. Приборы служат для контроля и регулировки давления в контуре, во многих котлах имеются как электронная, так и механическая модели.

Автоматический воздухоотводчик. Современные котлы уже оснащены встроенным воздухоотводчиком, однако он не решает проблемы с завоздушиванием по всей магистрали. Поэтому лучший вариант – установить один из приборов в самой верхней точке отопительного контура.

Группа безопасности. В настенных моделях аварийный спускной клапан в случае увеличения объема теплоносителя при перегреве размещен внутри прибора.

Подключение к системе напольного котла, обладающего высокой тепловой мощностью, нередко сопровождается установкой внешней группы безопасности – прибора, включающего в себя манометр, воздухоотводчик и спускной клапан. Аварийную арматуру размещают в непосредственной близости от котла на подающем трубопроводе.

Циркуляционный электронасос. Трехскоростной циркуляционный электронасос, устанавливаемый внутри многих газовых котлов, не всегда может справиться с проталкиванием жидкости по слишком длинному отопительному контуру с радиаторами или по ветвям теплых полов. Поэтому стандартная обвязка одноконтурных агрегатов может включать в себя еще один или больше циркуляционных электронасосов.

Рис. 8 Оборудование котельной с настенным отопительным котлом

3-х ходовой термоклапан. Прямое подключение напольного газового котла значительной тепловой мощности с чугунным теплообменником к отопительной линии чревато высокой вероятностью повреждения чугуна из-за большой разницы в начальных температурах подаваемой и обратной теплоносящей жидкости. Так как чугун может разрушиться при температурном перепаде около 40 °С, а нагревательный агрегат работает в режиме 60 – 80 °С, то при работе с остывшим тепловым носителем повышаются риски разрушения чугунных или стальных теплообменников.

Поэтому нередко между линиями подачи и обратки устанавливают параллельную перемычку (байпас) с термозависимым трехходовым обратным клапаном. При высокой разнице между температурами подаваемого и обратного теплоносителя клапан открыт и жидкость двигается по параллельному контуру малой длины. Как только отопительная жидкость нагревается и температуры подачи и обратки выравниваются, клапан закрывается и тепловой носитель начинает поступать в контуры отопления с радиаторами или теплыми полами.

Стабилизатор напряжения. Хотя современные нагревательные котлы имеют внутренний стабилизатор, он не всегда справляется с перепадами напряжения в сельских сетях, которые могут составлять десятки вольт. Поэтому пользователю следует отдельно приобрести электронный стабилизатор и запитать через него котел.

Рис. 9 Схема обвязки напольного одноконтурного котла с воздухоотводчиком и группой безопасности

Статья по теме:

Промывка системы отопления в частном доме – способы, реагенты и инструмент. Возможно, что интересуясь про подключение котла к системе отопления, будет интересно узнать о способах и методах промывки систем отопления. Применяемые реагенты, инструменты и приспособления. Почитайте, возможно будет интересно!

Двухконтурного

В отличие от одноконтурных разновидностей, двухконтурные имеют дополнительные трубопроводы подачи холодной и отвода горячей воды. Подключение двухконтурного газового котла к системе отопления аналогично одноконтурным моделям – в отопительной магистрали используют трубы одинакового сечения, одну и ту же запорно-регулирующую арматуру и места ее расположения.

Дополнительно двухконтурная система отопления и ГВС включает в себя:

1. Трубопроводы холодной и горячей водоподачи с внутренним стандартным проходным каналом:

• 15 мм – для меди, нержавейки;
• 20 мм – для полипропилена РР и металлопласта PEX-Al-PEX.

Для полимерных труб это означает, что их регламентированный наружный диаметр составляет 25 мм.

2. Линию подпитки. В двухконтурных моделях предусмотрена возможность непосредственно от трубопровода запитывать отопительный контур водой из магистрали холодного водоснабжения.

Это очень удобно и не требует применения наружного электронасоса для закачки отопительной жидкости под давлением в трубопровод. Как правило, давление в наружной водопроводной системе выше, чем в отопительной магистрали (соотношение примерно 3 к 1 бару), поэтому при непосредственном соединении 2-х трубопроводов вода поступает в отопительную магистраль.

На подпитывающий трубопровод обычно ставят запорный шаровый кран и обратный клапан, предотвращающей поступление отопительной жидкости в водопроводную магистраль при падении в ней напора или отсутствии воды.

Рис. 10 Схема монтажа настенных моделей с двумя контурами

Косвенного обмена

Основные принципы построения, приборы, арматура, размеры тип и трубопроводов для подключения котлов к бойлерам косвенного обмена аналогичны изложенным выше. Дополнительно система содержит следующие элементы:

1. Непосредственно сам бойлер с теплообменной спиралью, в котором происходит подогрев воды от отопительной жидкости.
2. Расширительный бак для горячей воды, он отличается от отопительного по внутренней конструкции и материалам изготовления. Обычно аккумуляторный бак ГВС делают белого цвета.
3. Шаровый кран в линии подачи воды в бойлер с обратным клапаном.
4. Группа безопасности бойлера, предотвращающая его выход из строя при аварийном перегреве воды. На бойлер устанавливают один выпускной клапан, его обычно помещают над резервуаром.
5. Спускной шаровый кран или клапан с рычагом флажкового типа, приборы обычно помещают в самой нижней точке на подающий трубопровод.
6. Повысительный электронасос. Для подачи нагретой воды по трубам и создания в контуре горячего водоснабжения необходимого напора в трубопровод встраивают повысительный (рециркуляционный) электронасос.

Стоит отметить, что в системе косвенного обмена можно использовать и двухконтурный котел, заглушив входной и выходной патрубки холодной водоподачи и отвода горячей воды или применив иную схему подключения.

Рис. 11 Схема подключение котла к системе отопления к газовому котлу Viessmann и бойлера косвенного обмена

Особенности подсоединения котлов к источнику электроэнергии

Для корректной работы электроники отопительного котла необходима энергия, обычно потребляемая ей мощность невелика и составляет в среднем около 100 ватт. Подключение газового котла к источнику электроэнергии производится простым включением электрического кабеля в розетку, при этом не требуется проведение каких-либо дополнительных операций.

К недостаткам проживания в загородной местности относят нестабильность напряжения в сети, которое нередко выходит за нормированные ГОСТ рамки +6% -10% от 230 В.

А так как газовые котлы могут работать некорректно или электроника при значительных перепадах напряжения в доме может выйти из строя, становится актуален выбор подходящего стабилизатора напряжения.

Наиболее приемлемым вариантом для пользователя является приобретение стабилизатора релейного типа. В его конструкции имеется трансформатор с рядом вторичных обмоток, которые подключаются к агрегату при срабатывании реле. А само реле в свою очередь реагирует на величину внешнего напряжения через электронную схему. В результате на выходе стабилизатора будет стабильное напряжение, не выходящее за предельно допустимые нормы по ГОСТ.

В недорогом типовом стабилизаторе имеется четыре реле, то есть при превышении входного напряжения оно может опускаться на две ступени. Аналогичная ситуация произойдет и при понижении входного напряжения– на выходе возможен его двухступенчатый подъем.

Так как большинство поставляемых на отечественный рынок стабилизаторов выполнены на 99% из китайских комплектующих, не имеет смысла обращать внимание на бренд производителя.

Единственный фактор, который следует учитывать кроме цены при выборе стабилизатора – удобство его размещения в котельной, то есть практичнее выбрать подвесной прибор.

Если в районе проживания пользователя часто отсутствует электрическая энергия, следует рассмотреть приобретение источника бесперебойного питания.

Рис. 12 Популярные марки стабилизаторов напряжения для котлов и их размещение

Организация дымохода

Подключение настенного котла предусматривает использование коаксиального дымохода, выходящего через стену здания на улицу.

Конструктивно устройство представляет собой отрезок трубы с двумя оболочками – по внутренней камере горячие продукты горения выходят наружу, а через внешнюю происходит всасывание воздуха для работы газовых горелок. Коаксиальный дымоход при выходе наружу наклоняют вниз на 3 – 5 градусов для стекания конденсата на землю.

Для подключения напольного агрегата используют вертикальный дымоход, основные требования ко всем видам:

• Материалы исполнения дымохода должны быть негорючими и коррозионностойкими, обычно это оцинкованная сталь или нержавейка.
• Участок вертикального дымохода на чердаке или при выходе на крышу, имеющий контакт с наружным воздухом, должен быть теплоизолирован. Это предотвратит чрезмерное появление конденсата.
• Сечение дымохода не должно быть меньше диаметра выходного патрубка котла.
• В дымоходной трубе должны быть предусмотрены окошки для прочистки.
• По пути следования продуктов сгорания не должны располагаться изгибы и повороты трубы (их число не может быть больше 2-х).
• Длина соединительного котлового патрубка с дымоходной трубой не должна превышать 250 мм.

Рис. 13 Правила подключение котла к системе отопления и внешний вид коаксиальных дымоходов

Решая задачу, как подключить котел к отопительной системе, рассматривают функциональные возможности оборудования и выбирают правильную схему его соединения с трубопроводом, запорно-регулирующей арматурой и приборами. Стоит отметить, наибольшей сложностью обладает схема подключения двухконтурного газового котла или его одноконтурного аналога к бойлеру косвенного обмена, однако и в этих вариантах правильно провести монтаж по силам работнику даже с небольшим опытом.