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.
Разнесенные по вертикали патрубки подключения контуров позволяют оптимально использовать образующийся в теплоаккумуляторе температурный градиент
Дело в том, что при любой схеме внутри буферной емкости так или иначе образуется температурный градиент (разница в температурном напоре по высоте). Появляется возможность подключения контуров системы отопления, требующих различных температурных режимов. Это существенно облегчает окончательное термостатическое регулирование теплообменных приборов (радиаторов или «теплых полов»), с минимальными ненужными потерями энергии и снижением нагрузки на регулирующие устройства.
Типовые схемы подключения теплоаккумуляторов
Теперь можно рассмотреть основные схемы установки теплоаккумуляторов в систему отопления.
| Иллюстрация | Краткое описание схемы |
|---|---|
| Температурный режим и давление одинаковы в котле и в контурах отопления. Требования к теплоносителю совпадают. На выходе из котла и в ТА поддерживается постоянная температура. На приборах теплообмена регулировка ограничивается только количественным изменением проходящего через них теплоносителя. | |
| Подключение в самому теплоаккумулятору, в принципе, повторяет первую схему, но регулировка режимов работы теплообменных приборов осуществляется по качественном принципу – с изменением температуры теплоносителя. Для этого в схему включены термостатические узлы смешения, например, трехходовые клапаны. Такая схема позволяет наиболее рационально использовать накопленный теплоаккумулятором потенциал, то есть его «заряда» хватит на более продолжительное время. | |
| Такая схема, с циркуляцией теплоносителя в малом контуре котла через встроенный теплообменник, применяется, когда давление в этом контуре превышает допустимое в приборах отопления или в самой буферной емкости. Второй вариант – в котле и в контурах отопления применены разные теплоносители. | |
| Исходные условия аналогичны схеме №3, но применен внешний теплообменник. Возможные причины такого подхода: – площади теплообмена встроенного «змеевика» недостаточно для поддержания требуемой температуры в телоаккумуляторе. – ранее уже был приобретён ТА без внутреннего теплобменника, а модернизация системы отопления потребовала именно такого подхода. | |
| Схема с организацией проточного обеспечения горячей водой через встроенный спиралевидный теплообменник. Рассчитана на равномерное потребление горячей воды, без пиковых нагрузок. | |
| Такая схема, с использованием теплоаккумулятора со встроенным баком, рассчитана на пиковое потребление горячей воды, но не отличающееся высокой положительностью. После расходования созданного запаса и, соответственно, заполнения ёмкости холодной водой, нагрев до требуемой температуры может занять достаточно много времени. | |
| Бивалентная схема, позволяющая задействовать в системе отопления дополнительный источник тепловой энергии. В данном случае упрощенно показан вариант с подключением солнечного коллектора. Этот контур подключается к теплообменнику в нижней части теплоаккумулятора. Обычно подобная система рассчитывается таким образом, что основным источником является именно солнечный коллектор, а котел включается по мере необходимости, для догрева, при недостаточности энергии от основного. Солнечный коллектор, конечно, не догма – на его месте может быть и второй котел. | |
| Схема, которую можно назвать мультивалентной. В данном случае показано применение трех источников тепловой энергии. В роли высокотемпературного выступает котел, который, опять же, может играть лишь вспомогательную роль в общей схеме нагрева. Солнечный коллектор – по аналогии с предыдущей схемой. Кроме того, используется еще один низкотемпературный источник, который, вместе с тем отличается стабильностью и независимостью от погоды и времени суток – геотермальный тепловой насос. Чем меньше температурный напор из подключенного источника энергии, тем ниже место его подключения к теплоаккумулятору. |
Безусловно, схемы даны в очень упрощенном виде. А на деле подключение теплоаккумулятора в сложные, разветвленные системы, с различными контурами отопления, да еще и получающие нагрев от источников различной мощности и температуры, требуют высокопрофессионального проектирования с инженерными теплотехническими расчетами, с применением множества дополнительных регулировочных устройств.
Один из примеров – показан на рисунке:
Назначение теплоаккумулятора
Теплоаккумуляторную емкость можно подключать к любому типу котла Теплоаккумулятор для различного типа котлов отопления представляет собой заполненный водой резервуар внушительного размера, который позволяет решить проблемы, возникающие при работе отопительного котла:
- перерасход энергии;
- избыточная мощность отопления;
- перегрев воды в котле;
- периодические колебания температуры нагрева из-за неравномерности самого процесса горения и несвоевременной закладки дров, угля;
- несовпадение пиков выработки и потребления тепловой энергии.
Часть проблем можно решить путем установки пиролизного котла длительного горения, но в последнем случае он не поможет. Особенность работы котла в том, что после закладки топлива мощность отдачи тепловой энергии постепенно увеличивается, достигая пиковых значений, а затем также постепенно уменьшается. Если вовремя не добавить топливо в котел, он останавливается, теплоноситель начинает остывать, а вместе с этим падает температура в доме. В период пиковой выработки тепла система не в состоянии эффективно распределять всю энергию, поскольку оснащена терморегуляторами, поэтому часть тепла растрачивается впустую. Если котел электрический, гораздо выгоднее накапливать тепло в ночные часы, когда электроэнергия рассчитывается по льготному ночному тарифу, чтобы днем потреблять электричество как можно меньше.
Резервуар теплоаккумулятора для системы отопления выполнен из нержавеющей или обычной стали, изнутри может быть покрыт защитным лаком. Стенки сверху окрашиваются теплоустойчивой краской, затем закрываются теплоизоляционным материалом и кожзаменителем. Фактически при подключении теплоаккумулятора объем теплоносителя в системе отопления увеличивается, что позволяет компенсировать пиковую мощность котла и одновременно накопить тепло для передачи ее теплоносителю при падении мощности выработки тепловой энергии котлом. Благодаря качественному утеплению вода в теплоаккумуляторе остывает долго. Она сохраняется в нагретом состоянии в течение нескольких часов и даже дней и посредством насоса подается в систему. Принцип действия теплоаккумулятора основан на разной теплоемкости различных сред, в частности воды и воздуха. Уменьшение температуры 1 л воды на один градус приводит к повышению температуры воздуха объемом 1 м3 на 4 градуса.
Как работает система отопления и какая роль у теплоаккумулятора
Использование аккумулятора тепла в системе отопления с твердотопливным котлом дает возможность экономить сырье до 50%.
В этой схеме все просто, но вместе с тем очень затратно. Маленький объем теплоносителя внутри отопительной системы не позволяет удерживать стабильную температуру продолжительное время. Соответственно, ее нужно постоянно поддерживать, иначе система остынет, а в помещении станет холодно.
При наличии теплоаккумулятора эта схема будет выглядеть иначе:
- Котел, работая, будет накапливать энергию тепла;
- После затухания или переработки всего топлива, он станет отдавать накопленное тепло радиаторам в течение определенного времени.
Таким образом, даже при неработающем котле в доме будет сохраняться стабильная температура.
Отопительная система с аккумулятором тепла имеет такие преимущества:
- Улучшаются условия проживания в доме, так как даже после использования топлива, жилье продолжает обогреваться с помощью горячей воды;
- Внезапное отключение электроэнергии не помешает продолжать нагревать воду;
- Холодная вода не пойдет в разгоряченный теплообменник при резком включении насоса.
Недостатками этой системы может быть только повышенная стоимость монтажа и определенные требования к размещению такого оборудования. Но в конечном итоге, это себя оправдывает с лихвой.
Место буферной емкости в автономной системе отопления
Не каждый из нас в состоянии осмыслить и представить, как должна выглядеть в оптимальном варианте домашнее отопление и как должен работать тот или иной механизм. Отопительные приборы являются только источником тепловой энергии, с помощью которой происходит нагрев теплоносителя, расходящегося уже по отопительному контуру. Для того, что бы весь процесс протекал максимально эффективно и при этом, была обеспечена безопасность работы нагревательного агрегата, в обвязку обязательно включается буферная емкость.
Без этого устройства ваш твердотопливный котел (любой нагревательный аппарат) будет представлять собой бомбу замедленного действия, которая при малейшем сбое в системе, может доставить массу хлопот и неприятностей.
Ответить на вопрос, для чего дома нужно устанавливать такой большой по размеру агрегат, поможет анализ принципа работы твердотопливного котла.
По сути, название устройства, объясняет его назначение. Его основная задача, играть роль буфера между работающим котлом и системой отопления. Задача буфера заключается в снижении или в повышении теплоемкости теплоносителя, циркулирующего в отопительном контуре. За счет своего объема, емкость в состоянии влиять на температурный режим степени нагрева котловой воды.
С точки зрения механики, емкость является обычным термосом, т.е. металлический целостный сосуд, утепленный снаружи изоляционным материалом. По месту расположения, это устройство неразрывно связано с нагревательным прибором. Устанавливается накопитель в непосредственной близости от котла. Для чего нужен этот громоздкий агрегат в системе отопления? Все объясняет режим работы отопительных аппаратов и особенности их конструкции.
Выбираем теплоаккумулятор
ТА выбирают проектируя систему отопления. Правильно подобрать теплоаккумулятор помогут инженеры-теплотехники. Но, если невозможно воспользоваться их услугами, придется выбирать самостоятельно. Сделать это не трудно.
Теплоаккумулятор для твердотопливного котла
Главными критериями при подборе этого устройства принято считать следующие:
- давление в системе отопления;
- объем буферной емкости;
- наружные размеры и вес;
- оснащение дополнительными теплообменниками;
- возможность установки дополнительных устройств.
Напор воды (давление) в системе отопления – основной показатель. Чем он выше, тем теплее в обогреваемом помещении
Учитывая этот параметр, при выборе теплоаккумулятора для твердотопливных котлов обращается внимание на максимальное давление, которое он способен выдерживать. Теплоаккумулятор для твердотопливного котла, показанный на фото, изготовлен из нержавеющей стали, выдерживает высокое давление воды
Объем буферной емкости. От него зависит способность накопления тепла для системы отопления при работе. Чем он больше, тем больше тепла накопится в емкости. Здесь нужно учитывать, что повышать предел до бесконечности бессмысленно. Но если воды будет меньше нормы, устройство просто не будет выполнять возложенную на него функцию накопления тепла. Поэтому для правильного выбора теплоаккумулятора придется сделать расчет его буферной емкости. Чуть позднее будет показано, как он выполняется.
Наружные размеры и вес. Это тоже важные показатели при выборе ТА. Особенно в уже построенном доме. Когда расчет теплоаккумулятора для отопления произведен, доставка к месту установки осуществлена, возможно возникновение проблемы с самой установкой. По габаритным размерам он может просто не вписаться в стандартный проем двери. Помимо этого, ТА большой емкости (от 500 л.) устанавливаются на отдельный фундамент. Массивное устройство, заполненное водой станет еще тяжелее. Эти нюансы нужно учитывать. Но выход найти легко. В этом случае приобретается два теплоаккумулятора для твердотопливных котлов с суммарным объемом буферных емкостей, равным расчетному для всей системы отопления.
Оснащение дополнительными теплообменниками. При отсутствии в доме системы ГВС, собственного контура подогрева воды в котле, лучше сразу приобрести ТА с дополнительными теплообменниками. Для проживающих в южных районах полезным будет подключение солнечного коллектора к ТА, что станет дополнительным бесплатным источником тепла в доме. Простой расчёт системы отопления покажет, сколько дополнительных теплообменников желательно иметь в теплоаккумуляторе.
Возможность установки дополнительных устройств. Здесь подразумевается установка ТЭНов (трубчатых электрических нагревателей), КИП (контрольно-измерительных приборов), предохранительных клапанов и других устройств, обеспечивающих бесперебойную и безопасную работу буферной емкости в устройстве. Например, в случае аварийного затухания котла, температуру в системе отопления будут поддерживать ТЭНы. В зависимости от объема обогрева помещений комфортной температуры они могут не создать, но размораживание системы предотвратят обязательно
Наличие КИП позволит своевременно обратить внимание на возможные неполадки, возникшие в системе отопления
Зачем нужна буферная ёмкость для ТТ или электрокотла
Теплоаккумулятор работает как электроаккумулятор. При включенном котле бак собирает тепловую энергию. Внутри ёмкости (в зависимости от модели) вмещается от 200 до более чем 3000 л воды.
Нагретый теплоноситель из котла поступает в накопительный бак, покрытый теплоизоляционным слоем. Внутри емкости теплоаккумулятора горячая вода сохраняет температуру в течение 5-18 часов. Сразу после отключения котла, выступающего основным источником тепловой энергии, вода в системе отопления начинает остывать. Недостаток тепла компенсируется за счет нагретого и сохраненного в буферной ёмкости теплоносителя.
Описанный принцип работы используется по-разному. Так, теплоаккумулятор в системе отопления с твёрдотопливным котлом устанавливается по нескольким причинам:
- после отключения ТТ котла по причине прогорания дров или угля, в ночное время суток, обогрев здания продолжается;
- перегрев и закипание теплоносителя (частое явление при работе ТТ котла) исключается;
- при установке накопителя с контуром ГВС, можно обеспечить горячее водоснабжение дома;
- бак с двумя теплообменниками может одновременно подключаться к котлу, системе горячего водоснабжения и солнечным коллекторам или геотермальному насосу.
Подключение буферной емкости к электрокотлу используют с несколько другой целью — с двух тарифным счетчиком. Плата за электричество по «ночному тарифу» существенно снижается. Теплоаккумулятор устанавливают с таким расчетом, чтобы нагреть его в период льготного тарифа на электроэнергию. Экономия при грамотном расчете теплоаккумулятора составит не менее 30%, по сравнению с обвязкой электрокотла без буферной емкости.
Для простоты расчетов объём бака и определение расхода теплоносителя высчитывают по следующей таблице:
Самостоятельное изготовление
Чтобы проще изготовить теплоаккумулятор для котлов отопления своими руками, лучше всего выбрать прямоугольную форму конструкции. Для этого подойдут детали из листовой гофрированной стали, так как они обладают повышенной жесткостью.
Обязательно присутствие сварочного аппарата, так как все основные сборочные работы проводят при помощи этого агрегата. Кроме листов стали, понадобится металлический уголок для установки распорок.
Дело в том, что конструкция будет работать под давлением, поэтому ее следует усилить. Сначала сваривают внутреннюю емкость, расперев уголками противоположные стенки. Затем собирают наружный корпус, который по размерам будет немного больше, чтобы хватило места для установки утеплителя.
Для этого подойдет минеральная вата или монтажная пена. Далее приваривают стенку кожуха и подключают теплоаккумулятор к системе отопления. Не стоит забывать после сварки конструкций проверить их на герметичность.
Монтаж теплоаккумулятора
Усовершенствование работы отопления дополнительными устройствами своими руками сделает необходимым проведение следующих работ:
Сделать подробную схему
Разрабатывая чертеж, нужно принимать во внимание, где находится аккумулятор отопления, изоляционный слой, высоту аккумуляторной емкости, наличие дренажа для водоотведения – факторы уменьшения теплопотери;
Встроить в систему коллектор-распределитель, проследив правильность подсоединения различных систем;
Соединив детали трубопровода, проверить герметичность соединений;
Подключить аккумулирующий бак;
Подключить циркуляционный насос;
После завершения сборочных работ своими руками, провести тест-контроль герметичности и правильности соединений.. Читать также: Как улучшить циркуляцию отопления
Читать также: Как улучшить циркуляцию отопления
Схема отопления с буферным баком и бойлером ГВС
Схема отопления частного дома твердотопливным котлом на дровах с буферным баком и бойлером ГВС Буферный бак заводского изготовления со встроенным теплообменником ГВС довольно дорогое оборудование. Один из российских производителей твердотопливных котлов предлагает покупателям недорогие буферные баки без теплообменника ГВС. Схема закрытой системы отопления для этого варианта показана на рисунке.
В этой схеме также не предусмотрен режим защиты котла от низкотемпературной коррозии при работе котла. В инструкции к котлу производитель рекомендует хозяину самому следить за тем, чтобы температура теплоносителя в обратной трубе во время отопительного сезона не опускалась ниже 60 оС.
Посмотрите видео, в котором автор знакомит с практической реализацией схемы отопления с твердотопливным котлом и буферной емкостью — аккумулятором тепла
Обратите внимание, как в схеме на видео реализован режим защиты котла от низкотемпературной коррозии
Каким твердотопливным котлом отапливается Ваш дом?
Прочитайте статью
Отопление дома твердотопливным котлом
Какой твердотопливный котел выбрали Вы? Голосуйте! Узнайте, что выбрали другие.
Смотреть!
— все опросы
Еще статьи на эту тему:
Товары для дачи, сада и огорода
⇆
Изготовление теплоаккумулятора своими руками
Интернет пестрит различного рода рекомендациями для умельцев, как сделать теплоаккумулятор собственными силами, уверяя, что ничего сложно в этом нет. С одной стороны, обилие этих рекомендаций еще раз подчеркивает значимость тепловых аккумуляторов в системе отопления – бесполезные вещи не обсуждают. С другой, заставляет здравомыслящего человека задуматься: когда следует сделать выбор между тем, чтобы купить теплоаккумулятор у сертифицированного производителя и заплатить несколько больше, или сделать его «в гараже», но при этом сэкономить свои деньги, нужно в первую очередь задуматься о последствиях.
Что такое теплоаккумулятор ✮Большой выбор теплоаккумуляторов на портале TopClimat.ru
Потому что даже самый великий народный умелец, сооружая тепловой аккумулятор из железной бочки, как это нередко рекомендуют на разных сайтах, должен понимать, к чему приведет такая мнимая экономия. Во-первых, температура теплоносителя внутри теплоаккумулятора может быть близка к 100°C, во-вторых, внутри системы существует повышенное давление. Как поведет себя кустарная буферная емкость в процессе эксплуатации, не сможет предсказать никто. Стоит ли подвергать риску свой дом – вопрос открытый. Выбор каждый делает сам.
Покупка буферной ёмкости: что проверить в магазине
Теплоаккумулятор – не сложный для понимания механизм. Однако в заводском баке немало разных нюансов, которые производитель предусмотрел для повышения функциональности
При покупке обратите внимание на такие важные особенности ёмкости:
- На какой максимум давления жидкости в системе отопления рассчитаны стенки.
- Какова наибольшая потенциальная температура воды для неё.
- Из чего она изготовлена. Лучший материал – мягкая углеродистая сталь. Она должна быть покрыта «нержавейкой» или другим непромокаемым слоем.
- Имеет ли она изоляцию. Полезное свойство, но не обязательное.
Хороший бак разделен на несколько секций. В них собирается вода разной температуры. Эта опция и позволяет ёмкости равномерно распределять тёплую воду по системе отопления. Она может быть снабжена вспомогательными полезными приспособлениями:
- электронагреватель;
- теплообменники для подсоединения к разным источниками или горячей воде;
- резиновые фланцы.
Совет. Выбирайте только тот котел, который подойдёт по размерам вашей комнаты. Как правило, производители предлагают широкую линейку моделей, объемом от 300 л до 5 тыс. л. Обязательно проверяйте наличие всех сертификатов.
А вот самостоятельно изготавливать буферную ёмкость специалисты не советуют. Вам, как минимум, придётся проводить сварку металла толщиной в 5 мм и вырезать бак в форме сферы (технологическая необходимость для корректной работы). А ещё заводские ёмкости оборудованы змеевиками, которые затем подключаются к водоснабжению и горячей воде. Сделать их своими руками крайне сложно. Купленный бак может быть даже экономичнее по стоимости и временным затратам и, конечно, более надежным.
Подключение буферной емкости
Обвязка с подключением косвенного водонагревателя
Схема обвязки твердотопливного котла с бойлером довольно распространена за счет экономичности, эффективной работы. Особенно актуальна во время сезона отопительного, когда удается сэкономить на электроэнергии значительную сумму.
Данная обвязка устроена таким образом, что нагретая жидкость подается одновременно в бойлер и радиаторы. При этом контур котла подключается к теплообменнику водонагревателя, который прогревает воду косвенным способом.
Часто в бойлере устанавливается дополнительный способ нагревания жидкости (газ, ТЭН) на случай, когда отопление отключается (теплое время года).
Рассмотренная обвязка может применяться со всеми отопительными устройствами как с естественной, так и с принудительной циркуляцией жидкости.
