Обв’язка твердопаливного котла

Від того, наскільки правильно зроблена обв'язка твердопаливного котла, залежить ефективність його подальшої роботи і термін служби. В цьому відношенні дров'яні і вугільні теплогенератори відрізняються від всіх інших і вимагають особливого підходу до питання.

Тому варто детальніше розглянути, як при монтажі системи опалення підключити котел на твердому паливі, в тому числі і своїми руками. Відповідь на це питання, а також опис усіх варіантів стикування агрегату з іншим теплосилового обладнання ви зможете знайти в цьому матеріалі.

У чому відмінність твердопаливних котлів

Крім того, що ці джерела тепла виробляють теплову енергію, спалюючи різні види твердого палива, вони мають ряд інших відмінностей від інших теплогенераторів. Ці відмінності як раз і є наслідком спалювання деревини, їх треба сприймати як даність і завжди враховувати при приєднанні котла до системи водяного опалення. Особливості полягають ось у чому:

Висока інерційність. На даний момент не існує способів різко загасити що розгорівся тверде паливо в камері спалювання.
Утворення конденсату в топливнике. Особливість проявляється під час вступу до котельної бак теплоносія з низькою температурою (нижче 50 ° С).

Примітка. Явище інерційності відсутня тільки у одного виду агрегатів на твердому паливі - пелетних котлів. У них є пальник, куди деревні гранули подаються дозовано, після припинення подачі полум'я згасає майже відразу ж.

Небезпека інерційності полягає в можливий перегрів водяної сорочки обігрівача, внаслідок чого теплоносій в ній закипає. Утворюється пар, який створює високий тиск, розриває корпус агрегату і частина трубопроводу, що подає. Як результат, в приміщенні топкової багато води, купа пара і непридатний до подальшої експлуатації твердопаливний котел.

Подібна ситуація може виникнути, коли обв'язка теплогенератора виконана неправильно. Адже насправді нормальний режим роботи дров'яних котлів - максимальний, саме в цей час агрегат виходить на свій паспортний ККД. Коли термостат реагує на досягнення теплоносієм температури 85 ° С і прикриває повітряну заслінку, горіння і тління в топці ще триває. Температура води підвищується ще на 2-4 ° С, а то і більше, перш ніж її зростання зупиниться.

Інша неприємна особливість роботи агрегату на дровах - поява конденсату на внутрішніх стінках топливника через проходження через водяну сорочку ще не розігрітого теплоносія. Цей конденсат - зовсім не божа роса, оскільки являє собою агресивну рідину, від якої швидко піддаються корозії сталеві стінки камери спалювання. Потім змішавшись з попелом, конденсат перетворюється в липку субстанцію, віддерти її від поверхні не так легко. Проблема вирішується установкою змішувача вузла в схему обв'язки твердопаливного котла.

Такий наліт служить теплоізолятором і знижує ККД твердопаливного котла

Власникам теплогенераторів з чавунними теплообмінниками, що не бояться корозії, рано зітхати з полегшенням. Їх може чекати інша біда - можливість руйнування чавуну від температурного шоку. Уявіть, що в приватному будинку на 20-30 хвилин відключили електроенергію і циркуляційний насос, що проганяє воду через твердопаливний котел, зупинився. За цей час вода в радіаторах встигає охолонути, а в теплообміннику - нагрітися (через ту ж інерційності).

З'являється електрику, включається насос і направляє в розігрітий котел остиглий теплоносій із закритої системи опалення. Від різкого перепаду температур у теплообмінника трапляється температурний шок, чавунна секція дає тріщину, на підлогу біжить вода. Відремонтувати вельми складно, замінити секцію вдається не завжди. Так що і при такому розкладі вузол підмішування запобіжить аварію, про що буде сказано далі.

Аварійні ситуації та їх наслідки описані не з метою налякати користувачів твердопаливних котлів або спонукати їх до покупок непотрібних елементів схем обв'язки. Опис засноване на практичному досвіді, який необхідно враховувати завжди. При правильному підключенні теплового агрегату ймовірність подібних наслідків надзвичайно низька, майже така ж, як у теплогенераторів на інших видах палива.

Як підключити твердопаливний котел

Канонічна схема підключення твердопаливного котла містить два головні елементи, що дозволяють їй надійно функціонувати в системі опалення приватного будинку. Це група безпеки і змішувальний вузол на основі триходового клапана з термоголовкою і датчиком температури, показані на малюнку:

Примітка. Тут умовно не показаний розширювальний бак, оскільки він може розташовуватися в різних місцях в різних опалювальних системах.

Завдання групи безпеки, яка встановлюється прямо на виході подає патрубка твердопаливного котла, - скидати в автоматичному режимі тиск в мережі при його зростанні понад установлений значення (зазвичай - 3 Бар). Цим займається запобіжний клапан, а крім нього елемент оснащений автоматичним пристроєм для видалення повітря і манометром. Перший випускає з'являється в теплоносії повітря, другий служить для контролю над тиском.

Увага! На відрізку трубопроводу між групою безпеки і котлом не допускається встановлення будь-якої запірної арматури.

Як працює схема

Змішувальний вузол, що оберігає теплогенератор від конденсату і температурних перепадів, працює за таким алгоритмом, починаючи від розпалювання:

Дрова тільки розпалюються, насос включений, клапан з боку системи опалення закритий. Теплоносій циркулює по малому колу через байпас.
При підвищенні температури в зворотному трубопроводі до 50-55 ° С, де стоїть накладної датчик виносного типу, термоголовка по його команді починає натискати на шток триходового клапана.
Клапан потихеньку відкривається і холодна вода потроху надходить в котел, змішуючись з гарячою з байпаса.
У міру того як прогріваються всі радіатори зростає загальна температура і тоді клапан перекриває байпас повністю, пропускаючи весь теплоносій через теплообмінник агрегату.

Дана схема обв'язки - найпростіша і надійна, її монтаж можна спокійно виконати своїми руками і таким чином забезпечити безпечну роботу твердопаливного котла. Відносно цього є парочка рекомендацій, особливо при обв'язці дров'яного обігрівача в приватному будинку поліпропіленом або іншими полімерними трубами:

Ділянка труби від котла до групи безпеки зробіть з металу, а далі прокладайте пластик.
Товстостінний поліпропілен погано проводить тепло, через що накладної датчик стане відверто брехати, а триходовий кран - запізнюватися. Для коректної роботи вузла ділянку між насосом і теплогенератором, де стоїть мідна колба, теж повинен бути металевим.

Інший момент - місце установки циркуляційного насоса. Найкраще йому стояти там, де він зображений на схемі - на обратке перед дров'яником котлом. Взагалі, ставити насос можна і на подачі, але згадайте, про що говорилося вище: при аварійній ситуації в подає патрубку може з'явитися пар. Насос не може перекачувати гази, тому при попаданні в нього пара циркуляція теплоносія зупиниться. Це прискорить можливий вибух котла, адже він не буде охолоджуватися протікає з обратки водою.

Спосіб здешевлення обв'язки

Схему захисту від конденсату можна здешевити, якщо поставити триходовий змішувальний клапан спрощеної конструкції, що не вимагає підключення накладного температурного датчика і термоголовки. У ньому вже вмонтований термостатичний елемент, налаштований на фіксовану температуру суміші 55 або 60 ° С, як це зображено на малюнку:

Спеціальний 3-ходовий клапан для твердопаливних опалювальних агрегатів HERZ-Teplomix

Примітка. Подібні клапани, що підтримують фіксовану температуру змішаної води на виході і призначені для установки в первинний контур твердопаливного котла, випускають багато відомих брендів - Herz Armaturen, Danfoss, Regulus та інші.

Установка такого елемента однозначно дозволяє заощадити на обв'язки ТТ-котла. Але при цьому втрачається можливість зміни температури теплоносія за допомогою термоголовки, а її відхилення на виході може досягти на 1-2 ° С. У більшості випадків ці недоліки несуттєві.

Варіант обв'язки з буферною ємністю

Наявність буферної ємності вкрай бажано для роботи котла на твердих видах палива і ось чому. Щоб агрегат функціонував ефективно і виробляв тепло з заявленим в паспорті ККД (від 75 до 85% у різних типів), він повинен діяти на максимальному режимі. Коли прикривається повітряна заслінка з метою сповільнити горіння, в топці спостерігається нестача кисню і ККД спалювання дров знижується. При цьому зростають викиди в атмосферу чадного газу (СО).

Для довідки. Саме через викиди в більшості європейських країн забороняється експлуатувати твердопаливні котли без буферної ємності.

З іншого боку, при максимальному горінні температура теплоносія в сучасних теплогенераторах досягає 85 ° С, а однієї закладки дров вистачає всього години на 4. Це не влаштовує багатьох власників приватних будинків. Рішення проблеми - поставити буферну ємність і включити її в обв'язку ТТ-котла таким чином, щоб вона служила баком-акумулятором. Схематично це виглядає так:

Вимірюючи температуру Т1 і Т2, можна налаштувати пошарове завантаження ємності балансувальним вентилем

Коли топка горить щосили, буферна ємність накопичує тепло (на технічній мові - завантажується), а після загасання віддає його в опалювальну систему. Для управління температурою теплоносія, що подається в радіатори, з іншого боку від бака-акумулятора теж ставиться триходовий змішувальний клапан і другий насос. Тепер зовсім не обов'язково бігати до котла кожні 4 години, адже після загасання топки обігрів будинку якийсь час буде забезпечувати буферна ємність. Як довго - залежить від її обсягу і температури нагріву.

Для довідки. На підставі практичного досвіду місткість теплоаккумулятора можна визначити так: на приватний будинок площею 200 м² знадобиться бак об'ємом не менше 1 м³.

Є парочка важливих нюансів. Щоб схема обв'язки благополучно працювала, потрібен твердопаливний котел, чиєю потужності вистачить на одночасне опалення та завантаження буферної ємності. Значить, потрібна потужність в 2 рази вище розрахункової. Інший момент - підбір продуктивності насосів таким чином, щоб витрата в котловому контурі трохи перевищував кількість води, що протікає в контурі опалювальному.

Спільне підключення двох котлів

Для підвищення комфорту опалення приватного будинку багато господарів встановлюють два і більше джерела тепла, що працюють на різних енергоносіях. На даний момент найбільш актуальні поєднання котлів на:

природному газі і дровах;
твердому паливі і електриці.

Відповідно, газовий і твердопаливний котел треба підключити таким чином, щоб другий автоматично заміщав перший після спалювання чергової порції дров. Такі ж вимоги висуваються і до обв'язки електрокотла з дров'яним. Це зробити досить просто, коли в схемі обв'язки бере участь буферна ємність, оскільки вона одночасно грає роль Гідрострелка, що і показано на малюнку.

Як бачите, завдяки наявності проміжного бака-акумулятора 2 різних котла можуть обслуговувати відразу декілька розподільних контурів опалення - батареї і теплі підлоги, до того ж завантажувати бойлер непрямого нагріву. Але теплоаккумулятор з ТТ-котлом ставлять далеко не всі, оскільки це недешеве задоволення. На цей випадок існує проста схема, причому її можна змонтувати своїми руками:

Примітка. Схема справедлива як для електричного, так і для газового теплогенератора, що працює разом з твердопаливним.

Обв'язка методом первинних і вторинних кілець

Існує ще один спосіб спільної обв'язки твердопаливного котла з електричним для забезпечення великої кількості споживачів. Це метод первинних і вторинних кілець циркуляції, який передбачає гідравлічне розділення потоків, але без використання Гідрострелка. Також для надійної роботи системи потрібно мінімум електроніки, а контролер не потрібен взагалі, незважаючи на гадану складність схеми:

Хитрість в тому, що всі споживачі і котли приєднуються до одного первинного кільця циркуляції як подає трубопроводом, так і зворотним. За рахунок малої відстані між підключеннями (до 300 мм) перепад тисків виходить мінімальним у порівнянні з напором насоса головного контуру. Завдяки цьому рух води в первинному кільці не залежить від роботи насосів кілець вторинних. Змінюється лише температура теплоносія.

Теоретично в головний контур може бути включено скільки завгодно джерел тепла і вторинних кілець. Головне, правильно підібрати діаметри труб і продуктивність насосних агрегатів. Фактична продуктивність головного кільцевого насоса повинна перевищувати витрата в самому «ненажерливому» вторинному контурі.