Схема обвязки твердотопливного котла
Теплогенераторы, черпающие энергию от разных видов твердого топлива, имеют свои особенности работы, которые следует учитывать при подключении к системе отопления. Поэтому схема обвязки твердотопливного котла включает в себя несколько обязательных элементов и устройств, обеспечивающих долговечную работу агрегата и его защиту при нештатных ситуациях.
Особенности эксплуатации твердотопливных котлов
Процесс горения древесины или угля несколько сложнее, чем сжигание того же метана (природного газа). Метан – простое неорганическое соединение, разлагающееся при высокой температуре на углекислый газ и воду с некоторой примесью угарного газа. Дерево и уголь – это сложные органические вещества, которые при сжигании образуют несколько веществ и газов, часть из них агрессивны. Это накладывает свой отпечаток на долговечность работы теплогенератора. Индивидуальная обвязка твердотопливных котлов делается для того, чтобы создать оптимальный рабочий режим и тем самым продлить им срок эксплуатации.
Одна из особенностей работы водогрейных агрегатов, сжигающих твердое топливо, проявляется после розжига топки и выхода на рабочий режим. Если монтаж трубопроводов отопления выполнить напрямую к отопительной установке и во время разогрева пропускать через водяную рубашку агрегата холодную воду, то на внутренних стенках топки начнет интенсивно выделяться конденсат. Он вступает в реакцию с продуктами горения, смешивается с золой и намертво пристает к металлической или чугунной поверхности. Результаты следующие:
- Стальные стенки камеры сгорания разъедаются коррозией.
- Чугунная топка не так подвержена коррозии, но ее шероховатая поверхность способствует прилипанию налета, который удалить очень трудно. Такой же налет появится и на стенках камеры из стали.
Для успешной борьбы с конденсатом надо выполнить малый контур циркуляции с трехходовым клапаном, подключение твердотопливного котла к системе отопления не рекомендуется осуществлять напрямую.
Из правила есть одно исключение-при подключении теплогенератора к самотечной системе отопления, функционирующей без циркуляционного насоса, монтаж допускается осуществлять напрямую. Теплоноситель здесь течет по принципу конвекции, по мере разогрева увеличивая скорость движения, конденсат при этом не появляется. Правда, это возможно лишь при малой мощности отопительного оборудования и в небольших домах.
Еще одна особенность работы отопительных установок на дровах – инерционность. Когда температура воды в системе достаточна, автоматика закрывает доступ воздуха в топку и останавливает процесс. Тем не менее еще какое-то время горение продолжается, температура теплоносителя превышает заданную. Такое же явление наблюдается при остановке циркуляционного насоса в результате отключения электроэнергии. Вода в рубашке может вскипеть, образуя пар, и разрушить оболочку либо порвать трубы. Чтобы этого избежать, на подающий трубопровод или прямо в бак котловой воды устанавливается группа безопасности со сбросным клапаном, настроенным на определенное критическое давление.
Схема подключения в систему отопления
Ниже представлена детальная типовая обвязка твердотопливного котла полипропиленом с малым контуром и узлом смешивания.
Назначение смесительного узла – не пропустить холодную воду из обратного трубопровода в водяную рубашку теплогенератора. Трехходовой клапан, настроенный на температуру не ниже 45º, замыкает движение теплоносителя по малому кругу до тех пор, пока его температура не достигнет установленного значения. После этого клапан подмешивает в обратный трубопровод воду из системы. Для того чтобы очищать ее от накипи и шлама, перед трехходовым краном ставится фильтр – грязевик. При этом устанавливать его нужно точно в таком положении, как изображено на схеме, вертикальный монтаж фильтра является ошибкой.
Обвязка котла с буферной емкостью
Многие производители настоятельно рекомендуют использовать теплоаккумулятор. Буферная емкость для котла используется по следующим причинам:
- При закрытии воздушной заслонки в камере происходит тление древесины при недостаточном количестве кислорода, а это приводит к повышению доли угарного газа (СО) в продуктах горения и увеличению загрязнения окружающей среды. Поэтому твердотопливный котел должен работать на средней или полной мощности, накапливая излишнее тепло в баке – аккумуляторе.
- После прогорания дров и угасания топки энергии, содержащейся в накопителе, хватит на какое-то время для обогрева дома. Длительность это промежутка времени зависит от объема бака.
На рисунке представлена схема обвязки твердотопливного котла с баком аккумулятором, малым контуром циркуляции и двумя смесительными узлами. Стрелками на ней показана циркуляция теплоносителя.
Альтернативой предыдущим способам подключения является обвязка твердотопливного котла с буферной емкостью (гидрострелкой). Схема подключения несколько напоминает предыдущую с той разницей, что гидрострелка не служит накопителем тепла, а предназначена для гидравлического разделения котлового контура с остальными ветвями отопления. Последних может быть множество: радиаторное отопление, теплые полы, бойлер косвенного нагрева воды для ГВС. При этом температура теплоносителя в каждой ветви нужна разная. Ниже показана схема подключения твердотопливного котла с буферной емкостью и распределительным коллектором на бойлер и систему радиаторного отопления.
1 – теплогенератор; 2 – термодатчик; 3 – трехходовой клапан котлового контура; 4 – мембранный расширительный бак; 5 – буферная емкость; 6 – радиаторы; 7 – циркуляционный насос отопительного контура; 8 — трехходовой клапан контура отопления; 9 – комнатный терморегулятор; 10 – бойлер косвенного нагрева; 11 — циркуляционный насос контура нагрева ГВС; 12 – группа безопасности.
Совместная работа с электрическими котлами
Очень часто водонагреватели на дровах или угле становятся вторым отопительным агрегатом в помещении топочной, где уже есть газовая или электрическая установка. Их потребуется правильно связать между собой для корректной совместной работы, чтобы один агрегат подстраховывал другой. Это очень удобно, например, когда в одном из них прогорит весь уголь. Тогда автоматически включается электрический или газовый водонагреватель. Типовая схема обвязки твердотопливного котла и электрокотла показана на следующем рисунке. Подразумевается, что в электрическом отопителе встроен собственный циркуляционный насос.
Заключение
Представленные схемы наиболее распространены в силу их простоты и надежности, в действительности различных способов подключения есть гораздо больше. Выбирать для себя подходящий лучше с помощью специалиста с учетом всех факторов и пожеланий.
Рекомендуем:
Как сделать отопление в частном доме — подробное руководство Схемы подключения твердотопливного котла Монтаж твердотопливного котла в частном доме
Буферная емкость для твердотопливного котла
Нередко котел, работающий на твердом топливе, становится единственным вариантом, который можно всерьез рассматривать в качестве основного источник тепловой энергии для отопления дома. Стандартная ситуация для многих небольших населенных пунктов и загородных поселков – газовые магистрали еще не дотянулись до каждого потребителя, или их прокладка непосредственно к дому сопряжена с неподъемными расходами. Электрическое отопление, ввиду высокой стоимости электроэнергии, видится нерентабельным. Но зато местные условия характеризуются широкой доступностью и невысокой ценой дров или угля. Решение напрашивается само собой…
Буферная емкость для твердотопливного котла
Но вот проблема: работа твердотопливного оборудования всегда сопряжена с определенной цикличностью – пиковой выработкой тепловой энергии, даже в избыточных количествах, во время основной фазы горения топливной закладки, с постепенным снижением практически до нуля в периоды простоя. Постоянно пополнять топливо в котле неудобно по целому ряду причин, невыгодно, а во многих моделях – и вовсе технологически невозможно. Можно ли сделать так, чтобы эффективность работы системы отопления не страдала от этой выраженной неравномерности поступления энергии, чтобы в период горения топливной закладки создавался запас избыточного тепла, который можно будет затем полезно применить, а не «выкидывать в трубу»? Да, это вполне возможно – подобную проблему успешно решает буферная емкость для твердотопливного котла.
Основное предназначение буферной емкости
Буферная емкость (которую также часто называют теплоаккумулятором), предназначена для накопления выработанной тепловой энергии для ее дальнейшего рационального использования в целях отопления и обеспечения жилья горячей водой. Она может применяться не только с твердотопливным оборудованием – рассмотрим три наиболее характерных разноплановых примера.
- Наиболее часто применяемый вариант – это связка «твердотопливный котел – буферный бак». О работе такой пары уже вскользь упоминалось выше, но сейчас – чуть подробнее.
Работа бытового твердотопливного котельного оборудования всегда характеризуется выраженной цикличностью
Итак, первичная стадия – котел загружается дровами. С их розжигом максимальная мощность достигается не сразу, а постепенно. На пике горения топливной загрузки наблюдаются самые высокие температуры. Затем следует стадия постепенного снижения теплоотдачи, и при полном прогорании закладки процесс выработки тепловой энергии прекращается полностью. Это свойственно всем котлам, в том числе – и длительного горения, и разница лишь в длительности периодов (исключение составляют лишь приборы с автоматической подачей гранулированного топлива).
Столь точных настроек генерации тепловой энергии, как это реализовано в электрических и современных газовых котлах, с привязкой к необходимому текущему уровню ее потребления, достигнуть не получается. Значит, в период розжига, выхода на номинальную мощность, а затем —остывания, и тем более – вынужденного простоя котельного оборудования, тепловой энергии для нормальной работы системы отопления может недоставать. Но зато в пиковой фазе горения – она явно избыточна, и немалая ее часть в буквальном смысле слова «вылетает в трубу». В итоге – ненужный расход топлива, наряду с необходимостью проводить частые загрузки.
- Электрическое отопление – дорогой вариант, и все же такие котлы ставят, причем нередко — в связке с твердотопливными. Но при этом, естественно, выгоднее использовать этот принцип получения тепловой энергии в период действия льготных тарифов – ночных или воскресного дня.
Теплоаккумулятор даст возможность по максимуму использовать для отопления ночные льготные тарифы на электроэнергию
Напрашивается решение – включать по максимуму электрооборудование в часы минимальной стоимости киловатта, а потом в течение дня использовать выработанную им энергию.
- Постепенно перестают быть «экзотикой» солнечные коллекторы. Этот бесплатный (если не считать первичного вложения в оборудование) источник тепловой энергии способен если не полностью удовлетворить потребности в ней, то, по крайней мере – внести значимый вклад в общую «копилку».
Применение солнечных коллекторов для отопления также будет эффективным только при наличии аккумулирующей емкости.
Излишне, наверное, говорить, что поступление солнечной энергии – крайне неравномерно, так как зависит и от времени суток, и от текущих погодных условий. Надеяться только на такой источник тепла – нельзя, но вот по максимуму использовать потенциал ясных солнечных дней – можно и нужно.
Все рассмотренные выше примеры, очевидно, объединяет одно – необходимость накопления тепловой энергии в период ее максимальной выработки для последующего рационального использования в той фазе работы системы отопления, когда поступление тепла минимально или вовсе отсутствует. Именно эту роль и выполняют буферные емкости (теплооаккумуляторы).
Принцип их работы – несложен: в качестве исходного «пункта» взята высокая теплоемкость воды. Если сравнить теплотехнические характеристики веществ, то можно убедиться, что всего один литр воды, остывающий на один градус, отдает тепловой потенциал, достаточный для нагрева кубического метра воздуха на 4 градуса. Значит, если в период пиковой выработки энергии передавать ее определенному объему воды, заключённому в надежную термоизоляцию, то этого «заряда» может хватить для обогрева помещений в течение определённого времени, когда поступление энергии извне в силу тех или иных причин прекращается.
Рассмотрим на схеме:
Общая схема работы буферной емкости (теплоаккумулятора)
Итак, буферная ёмкость или теплоаккумулятор (на схеме – ТА ) – это прочный, хорошо термоизолированный герметичный бак, вертикального исполнения, чаще всего – цилиндрической формы. В емкость врезано несколько пар патрубков: в простейшем, рассматриваемом для примера случае – две пары. Одна из них подключена к «малому контуру» – к твердотопливному котлу (КТ ), вторая – к разведённому по помещениям здания отопительному контуру (ОК ). Каждый из контуров – независим, и имеет собственную систему циркуляции теплоносителя.
- Первая стадия работы – котел загружен и запущен. Сосенный циркуляционный насос этого «малого контура» (Нкт ) обеспечивает перекачивание теплоносителя через теплообменник котла. При этом поступление в котел производится из нижней области теплоаккумулятора, а разогретый теплоноситель подаётся в его верхнюю часть. При такой схеме работы вертикальное перемешивание теплоносителя выражено слабо – за счет существенной разницы в плотности горячей и более холодной жидкой среды. Иными словами, будет более выражено постепенное заполнение горячей водой всего объема буферной емкости.
Получается, что энергия топлива не расходуется понапрасну и не выбрасывается в атмосферу (если не считать неизбежных потерь, которые характеризуются паспортным КПД оборудования). Тепловая энергия, выработанная за счет сжигания топливной закладки перенесена накоплена, а за счет эффективной термоизоляции теплоаккумулятора – может сохраняться достаточно долго (счет нередко идет не на часы, а даже на дни).
- Вторая стадия – топливная закладка полностью прогорела, притока тепловой энергии нет. Но система отопления от этого работать не перестаёт. Собственная система циркуляции с насосом (Нок ) обеспечивает прокачку теплоносителя по приборам теплообмена (радиаторам отопления). При этом труба подачи подключена в верхней части буферной емкости, то есть забирается разогретая вода, снизу по обратке поступает охлаждённая. И опять же – нет интенсивного перемешивания, из-за разности в плотности. Теплоаккумулятор постепенно отдаёт свой «тепловой заряд», остывая снизу вверх.
Циклы в примере показаны разнесенными, но на деле, естественно, и в процессе топки котла идет обор энергии на радиаторы отопления. Буферная емкость, таким образом, накапливает именно избыточное, невостребованное в текущий момент количество тепла. Если подобран оптимальный теплоаккумулятор, правильно смонтирована и настроена вся система отопления, то потери тепловой энергии сводятся к минимуму, энергетический потенциал топлива расходуется в полной мере, и к моменту прогорания каждой закладки дров хозяева имеют в своем распоряжения полностью «заряженный» накопительный источник тепла.
В случае с электрическим котлом систему настраивают таким образом, чтобы по максимуму «загрузиться» теплом во время действия льготного тарифа, а затем пользоваться этим в течение дня.
Разнообразие конструкций буферных емкостей и схем их подключения
В этом разделе публикации рассмотрим конструктивные особенности основных типов буферных емкостей (они могут существенно различаться).
Основные конструктивные типы теплоаккумуляторов
Как делается обвязка твердотопливного котла
От того, насколько правильно сделана обвязка твердотопливного котла, зависит эффективность его дальнейшей работы и срок службы. В этом отношении дровяные и угольные теплогенераторы отличаются от всех прочих и требуют особого подхода к вопросу.
Поэтому стоит поподробнее рассмотреть, как при монтаже системы отопления подключить котел на твердом топливе, в том числе и своими руками. Ответ на этот вопрос, а также описание всех вариантов стыковки агрегата с другим теплосиловым оборудованием вы сможете найти в данном материале.
В чем отличие твердотопливных котлов
Помимо того, что эти источники тепла производят тепловую энергию, сжигая различные виды твердого топлива, они имеют ряд других отличий от других теплогенераторов. Эти отличия как раз и являются следствием сжигания древесины, их надо воспринимать как данность и всегда учитывать при подсоединении котла к системе водяного отопления. Особенности заключаются вот в чем:
- Высокая инерционность. На данный момент не существует способов резко потушить разгоревшееся твердое топливо в камере сжигания.
- Образование конденсата в топливнике. Особенность проявляется во время поступления в котловой бак теплоносителя с низкой температурой (ниже 50 °С).
Примечание. Явление инерционности отсутствует только у одного вида агрегатов на твердом топливе – пеллетных котлов. В них имеется горелка, куда древесные гранулы подаются дозировано, после прекращения подачи пламя угасает почти сразу же.
Опасность инерционности состоит в возможном перегреве водяной рубашки отопителя, вследствие чего теплоноситель в ней вскипает. Образуется пар, который создает высокое давление, разрывающее корпус агрегата и часть подающего трубопровода. Как результат, в помещении топочной много воды, куча пара и непригодный к дальнейшей эксплуатации твердотопливный котел.
Подобная ситуация может возникнуть, когда обвязка теплогенератора выполнена неправильно. Ведь на самом деле нормальный режим работы дровяных котлов – максимальный, именно в это время агрегат выходит на свой паспортный КПД. Когда термостат реагирует на достижение теплоносителем температуры 85 °С и прикрывает воздушную заслонку, горение и тление в топке еще продолжается. Температура воды повышается еще на 2—4 °С, а то и больше, прежде чем ее рост остановится.
Во избежание превышения давления и последующей аварии, в обвязке твердотопливного котла всегда участвует важный элемент – группа безопасности, подробнее о ней будет сказано ниже.
Другая неприятная особенность работы агрегата на дровах – появление конденсата на внутренних стенках топливника из-за прохождения через водяную рубашку еще не разогретого теплоносителя. Этот конденсат – вовсе не божья роса, поскольку представляет собой агрессивную жидкость, от которой быстро корродируют стальные стенки камеры сжигания. Потом смешавшись с пеплом, конденсат превращается в липкую субстанцию, отодрать ее от поверхности не так легко. Проблема решается установкой смесительного узла в схему обвязки твердотопливного котла.
Такой налет служит теплоизолятором и снижает КПД твердотопливного котла
Владельцам теплогенераторов с чугунными теплообменниками, не боящимися коррозии, рано вздыхать с облегчением. Их может ожидать другая беда – возможность разрушения чугуна от температурного шока. Представьте, что в частном доме на 20—30 минут отключили электроэнергию и циркуляционный насос, прогоняющий воду через твердотопливный котел, остановился. За это время вода в радиаторах успевает остыть, а в теплообменнике – нагреться (из-за той же инерционности).
Появляется электричество, включается насос и направляет в разогретый котел остывший теплоноситель из закрытой системы отопления. От резкого перепада температур у теплообменника случается температурный шок, чугунная секция дает трещину, на пол бежит вода. Отремонтировать весьма сложно, заменить секцию удается не всегда. Так что и при таком раскладе узел подмеса предотвратит аварию, о чем будет сказано далее.
Аварийные ситуации и их последствия описаны не с целью напугать пользователей твердотопливных котлов или побудить их к покупкам ненужных элементов схем обвязки. Описание основано на практическом опыте, который необходимо учитывать всегда. При правильном подключении теплового агрегата вероятность подобных последствий чрезвычайно низка, почти такая же, как у теплогенераторов на других видах топлива.
Как подключить твердотопливный котел
Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Это группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой и датчиком температуры, показанные на рисунке:
Примечание. Здесь условно не показан расширительный бак, поскольку он может располагаться в разных местах в различных отопительных системах.
Представленная схема показывает, как подключить агрегат правильно и должна всегда сопровождать любой котел на твердом топливе, желательно даже пеллетный. Вы можете где угодно найти различные общие схемы отопления – с теплоаккумулятором, бойлером косвенного нагрева или гидрострелкой, на которых данный узел не показан, но он там должен быть обязательно. Подробнее об этом рассказано на видео:
Задача группы безопасности, устанавливаемой прямо на выходе подающего патрубка твердотопливного котла, — сбрасывать в автоматическом режиме давление в сети при его росте сверх установленного значения (обычно – 3 Бар). Этим занимается предохранительный клапан, а кроме него элемент оснащен автоматическим воздухоотводчиком и манометром. Первый выпускает появляющийся в теплоносителе воздух, второй служит для контроля над давлением.
Внимание! На отрезке трубопровода между группой безопасности и котлом не допускается установка любой запорной арматуры.
Как работает схема
Смесительный узел, предохраняющий теплогенератор от конденсата и температурных перепадов, работает по такому алгоритму, начиная от растопки:
- Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
- При повышении температуры в обратном трубопроводе до 50—55 °С, где стоит накладной датчик выносного типа, термоголовка по его команде начинает нажимать на шток трехходового клапана.
- Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
- По мере того как прогреваются все радиаторы растет общая температура и тогда клапан перекрывает байпас полностью, пропуская весь теплоноситель через теплообменник агрегата.
Данная схема обвязки – самая простая и надежная, ее монтаж можно спокойно выполнить своими руками и таким образом обеспечить безопасную работу твердотопливного котла. Касательно этого есть парочка рекомендаций, особенно при обвязке дровяного отопителя в частном доме полипропиленом или другими полимерными трубами:
- Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
- Толстостенный полипропилен плохо проводит тепло, из-за чего накладной датчик станет откровенно врать, а трехходовой кран – запаздывать. Для корректной работы узла участок между насосом и теплогенератором, где стоит медная колба, тоже должен быть металлическим.
Другой момент – место установки циркуляционного насоса. Лучше всего ему стоять там, где он изображен на схеме – на обратке перед дровяным котлом. Вообще, ставить насос можно и на подаче, но вспомните, о чем говорилось выше: при аварийной ситуации в подающем патрубке может появиться пар. Насос не может перекачивать газы, поэтому при попадании в него пара циркуляция теплоносителя остановится. Это ускорит возможный взрыв котла, ведь он не будет охлаждаться протекающей из обратки водой.
Способ удешевления обвязки
Схему защиты от конденсата можно удешевить, если поставить трехходовой смесительный клапан упрощенной конструкции, не требующий подключения накладного температурного датчика и термоголовки. В нем уже вмонтирован термостатический элемент, настроенный на фиксированную температуру смеси 55 либо 60 °С, как это изображено на рисунке:
Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix
Примечание. Подобные клапаны, поддерживающие фиксированную температуру смешанной воды на выходе и предназначенные для установки в первичный контур твердотопливного котла, выпускают многие известные бренды — Herz Armaturen, Danfoss, Regulus и другие.
Установка такого элемента однозначно позволяет сэкономить на обвязке ТТ-котла. Но при этом теряется возможность изменения температуры теплоносителя с помощью термоголовки, а ее отклонение на выходе может достигнуть на 1—2 °С. В большинстве случаев эти недостатки несущественны.
Вариант обвязки с буферной емкостью
Наличие буферной емкости крайне желательно для работы котла на твердых видах топлива и вот почему. Чтобы агрегат функционировал эффективно и производил тепло с заявленным в паспорте КПД (от 75 до 85% у разных типов), он должен действовать на максимальном режиме. Когда прикрывается воздушная заслонка с целью замедлить горение, в топке наблюдается недостаток кислорода и КПД сжигания дров снижается. При этом возрастают выбросы в атмосферу угарного газа (СО).
Для справки. Именно из-за выбросов в большинстве европейских стран запрещается эксплуатировать твердотопливные котлы без буферной емкости.
С другой стороны, при максимальном горении температура теплоносителя в современных теплогенераторах достигает 85 °С, а одной закладки дров хватает всего часа на 4. Это не устраивает многих владельцев частных домов. Решение проблемы – поставить буферную емкость и включить ее в обвязку ТТ-котла таким образом, чтобы она служила баком-аккумулятором. Схематично это выглядит так:
Измеряя температуру Т1 и Т2, можно настроить послойную загрузку емкости балансировочным вентилем
Когда топка горит вовсю, буферная емкость накапливает тепло (на техническом языке – загружается), а после затухания отдает его в отопительную систему. Для управления температурой теплоносителя, подающегося в радиаторы, с другой стороны от бака-аккумулятора тоже ставится трехходовой смесительный клапан и второй насос. Теперь вовсе не обязательно бегать к котлу каждые 4 часа, ведь после затухания топки обогрев дома какое-то время будет обеспечивать буферная емкость. Как долго – зависит от ее объема и температуры нагрева.
Для справки. На основании практического опыта вместительность теплоаккумулятора можно определить так: на частный дом площадью 200 м² понадобится бак объемом не менее 1 м³.
Есть парочка важных нюансов. Чтобы схема обвязки благополучно работала, нужен твердотопливный котел, чьей мощности хватит на одновременное отопление и загрузку буферной емкости. Значит, нужна мощность в 2 раза выше расчетной. Другой момент – подбор производительности насосов таким образом, чтобы расход в котловом контуре немного превышал количество протекающей воды в контуре отопительном.
Интересный вариант стыковки ТТ-котла с самодельным буферным резервуаром (он же — бойлер косвенного нагрева) без насоса продемонстрирован нашим экспертом в видеосюжете:
Совместное подключение двух котлов
Для повышения комфорта отопления частного дома многие хозяева устанавливают два и более источника тепла, работающие на разных энергоносителях. На данный момент наиболее актуальны сочетания котлов на:
- природном газе и дровах;
- твердом топливе и электричестве.
Соответственно, газовый и твердотопливный котел надо подключить таким образом, чтобы второй автоматически замещал первый после сжигания очередной порции дров. Такие же требования выдвигаются и к обвязке электрокотла с дровяным. Это сделать достаточно просто, когда в схеме обвязки участвует буферная емкость, поскольку она одновременно играет роль гидрострелки, что и показано на рисунке.
Как видите, благодаря наличию промежуточного бака-аккумулятора 2 разных котла могут обслуживать сразу несколько распределительных контуров отопления – батареи и теплые полы, и вдобавок загружать бойлер косвенного нагрева. Но теплоаккумулятор с ТТ-котлом ставят далеко не все, поскольку это недешевое удовольствие. На этот случай существует простая схема, причем ее можно смонтировать своими руками:
Примечание. Схема справедлива как для электрического, так и для газового теплогенератора, работающего вместе с твердотопливным.
Здесь основным источником тепла является дровяной отопитель. После прогорания закладки дров температура воздуха в доме начинает падать, что регистрирует датчик комнатного термостата и тут же включает нагрев электрокотлом. Без новой загрузки дров температура в подающей трубе снижается и накладной механический термостат отключает насос твердотопливного агрегата. Если спустя какое-то время его разжечь, то все произойдет в обратном порядке. Подробно об этом способе совместного подключения рассказано на видео:
Обвязка методом первичных и вторичных колец
Существует еще один способ совместной обвязки твердотопливного котла с электрическим для обеспечения большого числа потребителей. Это метод первичных и вторичных колец циркуляции, который предусматривает гидравлическое разделение потоков, но без использования гидрострелки. Также для надежной работы системы требуется минимум электроники, а контроллер не нужен вообще, невзирая на кажущуюся сложность схемы:
Хитрость в том, что все потребители и котлы подсоединяются к одному первичному кольцу циркуляции как подающим трубопроводом, так и обратным. За счет малого расстояния между подключениями (до 300 мм) перепад давлений выходит минимальным по сравнению с напором насоса главного контура. Благодаря этому движение воды в первичном кольце не зависит от работы насосов колец вторичных. Меняется лишь температура теплоносителя.
Теоретически в главный контур может быть включено сколько угодно источников тепла и вторичных колец. Главное, верно подобрать диаметры труб и производительность насосных агрегатов. Фактическая производительность главного кольцевого насоса должна превышать расход в самом «прожорливом» вторичном контуре.
Чтобы этого добиться, необходимо выполнить гидравлический расчет и только потом удастся верно подобрать насосы, так что без помощи специалистов обычному домовладельцу не обойтись. Кроме того, надо увязать работу твердотопливного и электрического котлов путем установки отключающих термостатов, о чем рассказано в следующем видео:
Заключение
Как вы могли убедиться, правильно произвести обвязку котла на твердом топливе не так уж просто. К вопросу надо отнестись ответственно и перед выполнением работ по монтажу и подключению дополнительно проконсультироваться со специалистом, чья квалификация не вызывает сомнений. Например, с таким, кто дает пояснения в представленных видеороликах.
Рекомендуем:
Как сделать горелку Бабингтона Как правильно выбрать твердотопливный котёл длительного горения Почему тухнет газовый котел и как устранить неисправность своими руками
Источники: http://cotlix.com/sxema-obvyazki-tverdotoplivnogo-kotla-podklyuchenie-k-sisteme-otopleniya, http://otoplenie-expert.com/elementy-otopleniya/bufernaya-emkost-dlya-tverdotoplivnogo-kotla.html, http://otivent.com/obvyazka-tverdotoplivnogo-kotla
Подключение буферной емкости и ее использование
Буферная емкость позволяет накапливать много тепловой энергии, в большом объеме нагретого теплоносителя. Затем отдавать ее в систему отопления дома постепенно, с помощью особенной обвязки. Использовать твердотопливный котел с буферной емкостью значительно удобней, комфортно.
Можно топить редко и помногу.
Фактически, буферная емкость с обычным твердотопливным котлом сейчас конкурирует с пеллетным автоматизированным котлом, или с различными модификациями твердотопливного котла на большую загрузку (т.н. длительного горения).
Какие имеются плюсы и минусы, в чем недостатки вариантов – далее…
В чем же особенность применения теплоаккумулятора и как его подключить правильно, чтобы использование было комфортным и безаварийным?
Схема подключения (обвязки) буферной емкости с твердотопливным котлом
На схеме твердотопливный котел и буферная емкость.
Схема упрощенная, не указаны краны, термометры, манометры и др.
Применены два трехходовых клапана.
Первый клапан включен в контур котла. Он предохраняет котел от низкой температуры теплоносителя (от работы ниже точки росы и увлажнения…). Клапан обязателен, так как с буферной емкостью работа кола в неблагоприятном «холодном» режиме продолжительная.
В данной схеме применяется смесительный клапан (смешивает жидкости). Направление движения жидкости по байпасу указано стрелкой.
Клапан управляется термоголовкой, датчик которой расположен на обратке котла.
Клапаном поддерживается температура на обратке котла больше чем 60 градусов.
Второй клапан находится в контуре радиаторов. Он поддерживает температуру в радиаторах по желанию пользователя. Часть обратки от радиаторов через клапан может направляться на подачу.
Здесь применяется разделительный клапан (разделяет потоки). Направление движения жидкости через байпас указано стрелкой. Датчик термоголовки радиатора размещается на подаче на входе в радиаторную сеть.
Следует обратить внимание на расположение насосов. Только с таким расположением насосов относительно трехходовых клапанов обеспечивается их работа.
Но насосы могут располагаться и на подающей ветви, принципиальной разницы нет.
Твердотопливный котел не автоматизирован, его работа должна контролироваться человеком по показаниям термометров, которыми снабжается буферная емкость. А также желательно установить термометр на трубопроводе на подаче в радиаторную сеть (в месте расположения датчика термоголовки).
Используется температурное реле в контуре радиаторов. Оно защищает пластиковые трубопроводы радиаторной сети от слишком высокой температуры. Настраивается на 85 градусов. Отключает насос радиаторного контура и включает звуковой сигнал (звонок), который предупреждает пользователя о срочной необходимости потушить горение в котле.
В сеть параллельно радиаторам может быть включен контур теплого пола.
Какие схемы используются в теплом полу
Вода ГВС нагревается во встроенном в емкость теплообменнике.
Другие схемы обвязки
Схема включения (обвязки) буферной емкости с использованием автоматического управления трехходовым клапаном с помощью сервопривода. Здесь используются одинаковые смесительные клапаны, в контуре радиаторов клапан установлен на подаче.
Схема подключения теплоаккумулятора к твердотопливному котлу с использованием автоматики управления температурой радиаторов. Используется датчик температуры на подающей ветви на радиаторы и информация с комнатных термостатов. А также управление насосом радиаторов (отключение) в случае критического повышения температуры.
Режим топки и объем емкости
Кроме твердотопливного котла буферная емкость будет полезной с электрокотлом, если подключен дешевый ночной тариф электричества. Тогда заряжать теплоаккумулятор можно ночью.
Объем теплоносителя: специалисты рекомендуют примерно тонну воды на 200 м кв. утепленного дома. Если больше – неудобно, долго заряжать. Меньше – чаще топить. При таком объеме топка примерно раз в сутки в средние морозы или реже.
Количество энергии которое может накапливать теплоаккумулятор в зависимости от емкости
Продолжительность топки напрямую будет зависеть от мощности твердотопливного котла. Рекомендуется с буферной емкостью использовать более мощный котел, чем подобранный по теплопотерям. Возможно использование котла в 2 – 3 раза мощнее, что увеличивает комфортность использования, укорачивает топку.
Как правило, с режим топки выбирают по опыту, таким образом, чтобы разогревать теплоноситель до 80 градусов. При этом радиаторная сеть работает в низкотемпературном режиме 50 – 60 градусов. Общее остывание теплоносителя на 20 – 40 градусов в течении суток обеспечивает компенсацию потери тепловой энергии домом. Количество секций радиаторов подбирается на низкотемпературный режим обогрева.
как подобрать радиаторы отопления для дома по мощности, виду
Подбор насосов и балансировка
Чтобы емкость работала правильно, у нее вверху должна находиться более теплая вода. Она же сразу забирается в радиаторную сеть. После начала топки радиаторы нагреваются сразу.
Но для этого вода по емкости должна двигаться сверху вниз. Т.е. в контуре котла расход должен быть больше. Как правило, это достигается даже одинаковыми насосам и одинаковым режимом работы (в контуре котла сопротивление меньше). Или в контуре радиаторов ставится дросселирующий кран.
Давление в системе с буферной емкостью делается пониженное – 0,7 -1,5 атм. Гидроаккумулятор подбирается объемом – 12% от объема воды в системе.
Важно. Насос контура котла нужно отключать после того как котел прогорит. Иначе произойдет ускоренное охлаждение теплоносителя через теплообменник котла и дымоход. Удобно сделать автоматику на отключение после снижения температуры в котле. В любом случае, выключатели двух насосов нужно расположить удобно на стене в месте обслуживания отопления, так как пользоваться отключением насосов придется часто.
Преимущества применения тепловых аккумуляторов
Помимо всего прочего, буферная емкость позволяет эксплуатировать твердотопливный котел в оптимальном режиме. Сжигание дров (угля) производится с наибольшей подачей воздуха, максимально эффективно (с наибольшим КПД), с наибольшей температурой, при этом образуется меньше СО, смолы и недогоревшей золы (сгорает). Все режимы с ограничением подачи воздуха являются не оптимальными для горения.
В продаже можно встретить множество дорогих буферных емкостей от Европейских производителей. Но местного производства обойдутся в 2 – 3 раза дешевле. Заказывают часто из нержавейки. Делают теплоаккумуляторы и отдельные мастера, «гаражная» емкость из черного металла 3 – 4 мм будет дешевой, но сколько времени ее можно эксплуатировать под давлением…
- Система с твердотопливным котлом и буферной емкостью отличается значительными первоначальными затратами. Но в дальнейшем отопление дровами или (и) углем наиболее дешевое, а комфортность повышенная. В схему «просится» электрический котел, обеспеченный дешевым тарифом, что только повысит комфортность отопления.
- Пеллетный котел автоматизированный требует обслуживания, как правило, раз в неделю. Но он еще дороже сам по себе, чем первая схема, и топливо также дорогое.
Чем выгоднее отапливать частный дом - Так называемые «котлы длительного горения» с большим объемом загрузки, в целом, имеют массу недостатков, сложны и дороги (хоть и не настолько как первые схемы), рекомендованы быть не могут.
Подробнее Какие встречаются котлы длительного горения
Теплогенераторы, черпающие энергию от разных видов твердого топлива, имеют свои особенности работы, которые следует учитывать при подключении к системе отопления. Поэтому схема обвязки твердотопливного котла включает в себя несколько обязательных элементов и устройств, обеспечивающих долговечную работу агрегата и его защиту при нештатных ситуациях.
Особенности эксплуатации твердотопливных котлов
Процесс горения древесины или угля несколько сложнее, чем сжигание того же метана (природного газа). Метан – простое неорганическое соединение, разлагающееся при высокой температуре на углекислый газ и воду с некоторой примесью угарного газа. Дерево и уголь – это сложные органические вещества, которые при сжигании образуют несколько веществ и газов, часть из них агрессивны. Это накладывает свой отпечаток на долговечность работы теплогенератора. Индивидуальная обвязка твердотопливных котлов делается для того, чтобы создать оптимальный рабочий режим и тем самым продлить им срок эксплуатации.
Одна из особенностей работы водогрейных агрегатов, сжигающих твердое топливо, проявляется после розжига топки и выхода на рабочий режим. Если монтаж трубопроводов отопления выполнить напрямую к отопительной установке и во время разогрева пропускать через водяную рубашку агрегата холодную воду, то на внутренних стенках топки начнет интенсивно выделяться конденсат. Он вступает в реакцию с продуктами горения, смешивается с золой и намертво пристает к металлической или чугунной поверхности. Результаты следующие:
- Стальные стенки камеры сгорания разъедаются коррозией.
- Чугунная топка не так подвержена коррозии, но ее шероховатая поверхность способствует прилипанию налета, который удалить очень трудно. Такой же налет появится и на стенках камеры из стали.
Для успешной борьбы с конденсатом надо выполнить малый контур циркуляции с трехходовым клапаном, подключение твердотопливного котла к системе отопления не рекомендуется осуществлять напрямую.
Из правила есть одно исключение-при подключении теплогенератора к самотечной системе отопления, функционирующей без циркуляционного насоса, монтаж допускается осуществлять напрямую. Теплоноситель здесь течет по принципу конвекции, по мере разогрева увеличивая скорость движения, конденсат при этом не появляется. Правда, это возможно лишь при малой мощности отопительного оборудования и в небольших домах.
Еще одна особенность работы отопительных установок на дровах – инерционность. Когда температура воды в системе достаточна, автоматика закрывает доступ воздуха в топку и останавливает процесс. Тем не менее еще какое-то время горение продолжается, температура теплоносителя превышает заданную. Такое же явление наблюдается при остановке циркуляционного насоса в результате отключения электроэнергии. Вода в рубашке может вскипеть, образуя пар, и разрушить оболочку либо порвать трубы. Чтобы этого избежать, на подающий трубопровод или прямо в бак котловой воды устанавливается группа безопасности со сбросным клапаном, настроенным на определенное критическое давление.
Схема подключения в систему отопления
Ниже представлена детальная типовая обвязка твердотопливного котла полипропиленом с малым контуром и узлом смешивания.
Назначение смесительного узла – не пропустить холодную воду из обратного трубопровода в водяную рубашку теплогенератора. Трехходовой клапан, настроенный на температуру не ниже 45º, замыкает движение теплоносителя по малому кругу до тех пор, пока его температура не достигнет установленного значения. После этого клапан подмешивает в обратный трубопровод воду из системы. Для того чтобы очищать ее от накипи и шлама, перед трехходовым краном ставится фильтр – грязевик. При этом устанавливать его нужно точно в таком положении, как изображено на схеме, вертикальный монтаж фильтра является ошибкой.
Обвязка котла с буферной емкостью
Многие производители настоятельно рекомендуют использовать теплоаккумулятор. Буферная емкость для котла используется по следующим причинам:
- При закрытии воздушной заслонки в камере происходит тление древесины при недостаточном количестве кислорода, а это приводит к повышению доли угарного газа (СО) в продуктах горения и увеличению загрязнения окружающей среды. Поэтому твердотопливный котел должен работать на средней или полной мощности, накапливая излишнее тепло в баке – аккумуляторе.
- После прогорания дров и угасания топки энергии, содержащейся в накопителе, хватит на какое-то время для обогрева дома. Длительность это промежутка времени зависит от объема бака.
На рисунке представлена схема обвязки твердотопливного котла с баком аккумулятором, малым контуром циркуляции и двумя смесительными узлами. Стрелками на ней показана циркуляция теплоносителя.
Альтернативой предыдущим способам подключения является обвязка твердотопливного котла с буферной емкостью (гидрострелкой). Схема подключения несколько напоминает предыдущую с той разницей, что гидрострелка не служит накопителем тепла, а предназначена для гидравлического разделения котлового контура с остальными ветвями отопления. Последних может быть множество: радиаторное отопление, теплые полы, бойлер косвенного нагрева воды для ГВС. При этом температура теплоносителя в каждой ветви нужна разная. Ниже показана схема подключения твердотопливного котла с буферной емкостью и распределительным коллектором на бойлер и систему радиаторного отопления.
1 – теплогенератор; 2 – термодатчик; 3 – трехходовой клапан котлового контура; 4 – мембранный расширительный бак; 5 – буферная емкость; 6 – радиаторы; 7 – циркуляционный насос отопительного контура; 8 — трехходовой клапан контура отопления; 9 – комнатный терморегулятор; 10 – бойлер косвенного нагрева; 11 — циркуляционный насос контура нагрева ГВС; 12 – группа безопасности.
Совместная работа с электрическими котлами
Очень часто водонагреватели на дровах или угле становятся вторым отопительным агрегатом в помещении топочной, где уже есть газовая или электрическая установка. Их потребуется правильно связать между собой для корректной совместной работы, чтобы один агрегат подстраховывал другой. Это очень удобно, например, когда в одном из них прогорит весь уголь. Тогда автоматически включается электрический или газовый водонагреватель. Типовая схема обвязки твердотопливного котла и электрокотла показана на следующем рисунке. Подразумевается, что в электрическом отопителе встроен собственный циркуляционный насос.
Заключение
Представленные схемы наиболее распространены в силу их простоты и надежности, в действительности различных способов подключения есть гораздо больше. Выбирать для себя подходящий лучше с помощью специалиста с учетом всех факторов и пожеланий.
Давайте разберемся, какие бывают схемы обвязки буферной емкости с котлом. Для чего это нужно и какие преимущества дает сама буферная емкость?
Многие владельцы твердотопливного оборудования или желающие его приобрести часто задумывались, а почему бы не произвести обвязку твердотопливного котла с буферной емкостью.
Для чего нужна буферная емкость
Теплоаккумулятор выступает сохранителем излишнего тепла, выработанного котлом. Поступление в него горячей воды больше чем отдача, соответственно происходит накопление тепла, которое постепенно отдается в систему отопления.
Особенно ощутимо это при средних-низких температурах (около 0 °С), когда вырабатывается гораздо больше тепла, чем требуется на обогрев дома. При сильных морозах, эффекта от применения теплоаккумулятора не будет, так как котел будет вырабатывать столько же энергии, сколько и уходит на теплопотери. Но хочется отметить, таких дней в году не много, а в наших широтах температура в зимнее время варьируется от -10 до +5 °С, для этого периода и необходима буферная емкость.
Выбрать теплоаккумуляторы, узнать подробнее про технические характеристики, можно в данном разделе.
Преимущества использования буферной емкости
-
Экономия на обогреве дома.
-
Увеличивается ресурс котла.
-
Защита от перегрева.
Перечисленные факторы делают теплоаккуамуляторы популярным устройством, которое окупается за несколько отопительных сезонов.
Как происходит обвязка
Чтобы система функционировала эффективно, котел должен обладать достаточной мощностью, необходимо обеспечить обогрев здания и накопление энергии в буфере.
На иллюстрации наглядно продемонстрирована схема подключения твердотопливного котла Drew-met с буферной емкостью. Как видно, обязательными атрибутами при связке является использование запорной арматуры и циркуляционного насоса. Опять-таки, это сложная схема с большим количеством оборудования для отопления и водоснабжения, тот же бойлер косвенного нагрева, водяной теплый пол, наличие двух расширительных баков.
Также существуют варианты обвязки с применением коллекторов, где на каждое устройство используется отдельный контур. Такая конструкция предоставляет возможность регулировать температуру в отдельном приборе, что позволяет более эффективно использовать энергию. Минусом будет дороговизна монтажа и вложение больших средств в запорную арматуру.
Пример более простой схемы обвязки, где отопительный агрегат используется только для обогрева помещения.
В подведении итогов хочется сказать, что перед покупкой оборудования, нужно тщательно продумать весь процесс обвязки. Лучше монтажные работы доверить квалифицированным специалистам, так как данный процесс требует серьезных знаний. Идеальным способом считается установка под ключ, так как покупка товаров для отопления происходит в одной компании, которая будет отвечать и за результаты монтажа.
Если у Вас остались вопросы, специалисты Progreem.by с радостью ответят на них. Мы являемся поставщиком огромного перечня отопительных приборов и работаем уже 10 лет, нам есть что рассказать Вам. Обращайтесь!схема подключения и принцип работы
Многие владельцы загородной недвижимости сталкиваются с проблемой экономии ресурсов при отоплении жилья в зимний период. Выходом из сложившейся ситуации станет буферная емкость для твердотопливного котла. Подобное устройство поможет эффективно распределить тепло по всему дому, а также минимизировать затраты на обслуживание отопительной системы.
Обратите внимание! Котлы, работающие на твёрдом топливе в автоматичном режиме, позволяют нагревать воду до 90 градусов, дизельные или газовые установки – до 70 градусов.
Зачем нужна
Буферная ёмкость, её ещё называют теплоаккумулятором, используется в отопительной системе для накапливания и сохранения тепла. По внешнему виду это устройство напоминает цилиндрический резервуар, имеет утеплённые стенки, что позволяет долгое время сохранять температуру теплоносителя. В качестве теплоизоляции используется термостойкий поролон.
По мнению экспертов, теплоаккумулятор считается одним из основных приборов в отопительной системе. С его помощью происходит распределение тепла по всем помещениям загородного дома или любого другого здания. Основной задачей буферной ёмкости считается аккумулирование тепла, которое может поступать от разных устройств, будь то электрический или твёрдотопливный котёл.
Устройство теплоаккумулятораОсновным элементом ёмкости считается теплоаккумулирующее вещество, отвечающее за сохранение и дальнейшее распределение тепла. Рассматриваемые изделия могут работать:
- На пару;
- С использованием жидкости;
- С дополнительными нагревательными приборами.
Также они могут быть:
- Термохимическими;
- Твёрдотельными.
В большинстве систем отопления, в том числе тёплых полах, применяют антифриз, хотя для нагрева лучше всего использовать воду. Каждый из баков буферной ёмкости имеет выходы для входа в котёл и трубы отопления. Вверху ёмкости установлен специальный клапан, защищающий устройство от избыточного давления. Его основным предназначением считается вывод накопившегося воздуха.
Внизу резервуара устанавливается сливной кран для спускания жидкости в случае необходимости. В резервуаре есть гнёзда для крепления датчиков, указывающих на давление и температуру жидкости.
Принцип работы
Работа рассматриваемого устройства основана на повышении вместимости теплоносителя (воды или незамерзающей жидкости — антифриза). После закрепления бачка появляется дополнительный объём для жидкости, в результате чего повышаются показатели инертности конструкции.
Обратите внимание! При нагревании буферного бачка любым из отопительных приборов в ёмкости накапливается теплоноситель определённой температуры. Распределение тепла по зданию происходит по мере остывания жидкости, причём тепловая энергия может передаваться даже во время прекращения процессов горения в отопительных приборах.
Теплоаккумулятор, подключенный к твердотопливному котлуРассмотрим принцип действия теплоаккумулятора на примере твёрдотопливного котла. В данном случае между этими двумя приборами устанавливается насос, который служит для равномерного распределения тепла во всех комнатах здания. Холодная вода перемещается из нижней части бака в котёл, где происходит её прогрев.
После нагрева теплоноситель попадает в верхнюю накопительную часть резервуара. При работе насоса, который закрепляют в обратном трубопроводе, холодная вода из системы небольшими порциями поступает в нижнюю часть ёмкости, вытесняя горячую жидкость, которая направляется в систему отопления.
После отключения котла происходит беспрерывная подача тепла. Заметим, что этот процесс идет до тех пор, пока холодный теплоноситель не вытеснит полностью горячую воду из бака. Продолжительность работы буферной ёмкости после остановки отопительного прибора (котла) будет зависеть от таких факторов как объём бачка, температуры воздуха за окном дома, а также количества источников нагревания.
Принцип функционирования буферной емкостиОсновными преимуществами буферной ёмкости является:
- Равномерная подача тепла по системе. Большинство котлов неравномерно обогревают помещение, и это связано с интенсивностью горения или возможным затуханием паллетов, газа, дров. Использование буферной ёмкости позволит избежать подобного явления. Во время интенсивного горения в резервуаре накапливается лишнее тепло, которое будет подано в систему после затухания котла;
- Независимость от графика работы отопительных приборов. Дело в том, что в твёрдотопливные котлы нужно постоянно подбрасывать дрова или другие виды топлива, делать это ночью неудобно. Использование буферной ёмкости позволит подавать теплоноситель в ночное время суток за счёт накопленных ресурсов. В данном случае увеличивается интервал между растопками котла. При использовании электрических отопительных приборов и наличии двух тарифного счётчика можно запрограммировать работу котла на ночное время суток;
- Защита от возможного перегрева;
- Экономия топлива (до 30% по сравнению со стандартной отопительной системой).
Схема подключения
Обратите внимание! Основным правилом установки аккумулирующей ёмкости считается подсоединение бака параллельно к котлу. Рассмотренный способ считается одним из самых эффективных.
При подключении буферной ёмкости в системе отопления должны предусматриваться следующие приборы:
- Твердотопливный котёл или любой другой прибор для обогрева;
- Буферный бак;
- Насос, установленный между отопительным прибором и аккумулирующей ёмкостью;
- Первый теплообменник, из которого подаётся горячая вода;
- Второй теплообменник служит для подключения к дополнительным источникам тепловой энергии
Во время подключения верхний патрубок резервуара соединяют с выходом котла, второй выход должен соединяться с центральной магистралью системы отопления. Теперь один из нижних патрубков соединяют до входа к котлу, устанавливают циркуляционный насос между трубопроводом и отопительным прибором.
При помощи такого механизма жидкость будет попадать от котла в резервуар. Следующий патрубок выводят к обратной трубе. Здесь также нужно установить циркуляционный насос, который будет подавать горячий теплоноситель в систему.
Содержание:
Одним из распространенных способов увеличения эффективности автономных систем отопления является использование буферной емкости. Благодаря этим достаточно громоздким сосудам происходит накапливание излишков тепла, с последующей их отдачей.
Как это работает
В обычных отопительных системах вода после нагревания подается в буферную емкость при помощи циркуляционного насоса. Бак возвращает обратно в нагреватель точно такое же количество уже охлажденного теплоносителя. Роль второго компрессора сводится к подаче нагретой воды, отобранной из верхней части емкости, внутрь расположенных в разных комнатах радиаторов.
Так как контур полностью герметичен, нижняя часть буфера получает обратно точно такое же количество жидкости. Первый из насосов включается только на время розжига котла. Второй аппарат оснащен термостатом, отслеживающим температуру в помещении. При ее понижении ниже заданного предела аппарат включается.
Преимущества
Очень удобен тот факт, что буферная емкость для отопления может одновременно коммутироваться с несколькими обогревающими приборами. Как результат, существенно сокращаются расходы на обустройство системы отопления. Оснастив рабочий контур термостатом, можно задавать очередность включения тех или иных радиаторов. Они также могут автоматически отключаться после достижения нужной температуры.
Среди других преимуществ конструкций можно выделить следующее:
- Автоматизация значительно повышает безопасность работы бака.
- Каждый этаж здания получает возможность автономно регулировать температуру батарей.
- Подключение котла к буферной емкости происходит с минимальными затратами.
- Если будет принято решение о дополнительной установке теплового насоса или солнечного коллектора, сделать это будет намного проще.
Недостатки буферной емкости
Из-за больших размеров установить аккумулирующий бак можно далеко не везде. К примеру, стандартный жилой дом для этого не подойдет. Минимальная вместимость буфера – 500 литров, что предполагает наличие места для установки площадью 60 см2 высотой 1,5 м.
Если дополнительно применить утеплитель, требуемое пространство расширится до 80 см. Емкости вместимостью 100 литров имеют метровую ширину и двухметровую высоту: такой прибор попросту не пройдет в обычные двери. По правилам конструкции такого масштаба должны устанавливаться в специально отведенных для этого помещениях (топочных).
Бытовое использование в отоплении
Если температура внутри здания и на улице распределена равномерно, то термометр показывает +20 градусов, а теплопотери сведены к минимуму. Снижение температуры на каждые 5 градусов провоцирует увеличение потерь тепла на 2 кВт
Более точные расчеты утечек возможны после специального изучения информации о материалах, использовавшихся при строительстве и утеплении здания. Самым действенным способом восполнения потерь тепла является подключение буферной емкости к твердотопливному котлу, мощность которой перекроет максимальные утечки.
Управление емкостью, подключенной к твердотопливному котлу
Мощность твердотопливных котлов может регулироваться в достаточно узком диапазоне. Топливо иногда горит очень сильно, выделяя значительное количество тепловой энергии, а иногда совсем затухает, снижая выделение энергии почти до нуля.
В любом случае, достижение среднего режима работы здесь практически нереально. Особенно такая ситуация обостряется на стыке погодных сезонов (ранняя весна или поздняя осень). Даже при минимальном горении котел производит 15 кВт энергии: если в этом время на улице 0 градусов, теплопотери здания достигают 8 кВт. Для того, чтобы выработанное в избыточном количестве тепло не пропало зря, используется буферная емкость для твердотопливного котла.
Как подобрать бак
Чтобы правильно подобрать обвязку буферной емкости и рассчитать ее объем, специалисты применяют два способа:
- Статический. В этом случае объем бака определяется в зависимости от объема загруженного топлива. Здесь применяется т.н. принцип равновесия между производимым и используемым теплом. Чтобы энергия полностью не усваивалась отопительной системой, емкость забирает всю ее целиком. При этом подразумевается тот объем тепла, который производится твердотопливным котлом с максимальной загрузкой. Формула расчета такая: Vб.б. = QK х tв (Vб.б. — объем буфера в литрах; QK — мощность котла, в кВт; tв — срок сгорания топлива, в часах).
- Динамический. В этом случае расчет буферной емкость для котла своими руками проводится с учетом объема энергии, необходимой для отопления здания. Также во внимание берется действующий температурный режим.
монтаж своими руками (чертёж), схема подключения
Хозяева домов в частном секторе часто сталкиваются с проблемами эффективности автономного отопления. Один из современных способов рационального их решения – монтаж в своем жилище буферной ёмкости. Она способна равномерно распределять тепло по комнатам и экономить деньги и время на обслуживание. Поставить ёмкость собственными руками несложно. В статье собраны советы специалистов по составлению чертежа и подробной схемы, рекомендации по подключению.
Принцип работы и виды буферной ёмкости
Если вы когда-либо видели термос, то поймёте и принцип работы буферной ёмкости. Её еще называют аккумулирующей или тепловым аккумулятором. С виду это бак цилиндрической формы. Стенки внутри него заизолированы поролоном или другим материалом. Это своеобразный посредник, который хранит тепло и равномерно распределяет его по отопительной системе. Это полезно и выгодно по таким причинам:
- Если тепло в доме генерирует твердотопливный котел, управлять мощностью которого очень сложно. С помощью буферной ёмкости вы сможете уменьшить разогрев радиаторов, например, в теплые дни.
- Для твердотопливного котла исчезает необходимость подкидывать дрова в ночное время.
- Если у вас дифференцированный тариф на оплату электроэнергии (днём – дороже, ночью – дешевле), электрокотел можно включать только ночью, а днём отапливаться накопленным теплом.
Тепловой аккумулятор - Использование ёмкости уменьшит выделения вредных веществ в атмосферу вашего дома (при использовании твердотопливного котла).
- Экономия топлива.
- Дополнительная защита от перегрева для любого котла.
- Увеличение теплоотдачи котла и срока его эксплуатации.
Внимание! Есть у буферной ёмкости и минусы. Например, при своих габаритах она должна располагаться рядом с котлом. К тому же современный аккумулирующий бак стоит недешево, чтобы окупить его потребуется не менее 2-х лет.
Виды и строение теплоаккумуляторов
Ёмкости различают по материалу, который применяется как термоаккумулирующий:
- твердотельные;
- паровые;
- а также термохимические;
- жидкостные;
- с добавочным нагревом.
Вверху бака расположены пара штуцеров (патрубков), предназначенные для совмещения с котлом и всей системой, а также клапаном-предохранителем для спуска лишнего воздуха, если давление в глубине повысится. Внизу есть кран, через который можно спустить воду. Также производитель иногда размещает тут фланцы для монтажа датчика давления и температуры.
Внимание! Ёмкость работает за счет разности давления воды, создаваемой насосом. Встроенный тепловой аккумулятор в разы увеличивает инерционность всей отопительной системы.
Как правильно рассчитать объем
Перед покупкой следует вычислить объем бака, который сможет обеспечить рациональный обогрев вашего дома. Если буферную ёмкость вы монтируете вместе с системой отопления, то для начала соберите данные:
- Площадь дома.
- Тепловые потери при различных значениях температуры воздуха (кВт/ч).
- Объем воды, которая проходит по системе за 1 ч при минимальном значении температуры.
- Чтобы использовать ёмкость в периоды отключения котла, посчитайте, на сколько часов максимально вы собираетесь его выключать. Полученное число умножьте на величину из пункта 3.
Важно правильно высчитать подходящий объем емкостиЕсли система отопления установлена, тогда рассчитать объем бака легче. В таком случае вы опытным путём можете установить количество воды и временной отрезок между топками в самые холодные периоды (в случае с твердотопливным котлом). Чтобы из этих данных получить подходящий размер ёмкости, просто их перемножьте. Для дома площадью около 200 кв. м, как правило, используется котел мощностью 25-32 кВт. Из описанной формулы объем теплоаккумулятора должен составить 1 тыс. л. Именно такой расход нагретой жидкости в системе нужен при температуре -25 C, хотя в более тёплые дни вам понадобится меньше.
Совет. Не нужно увеличивать объем и покупать бак «с запасом», предполагая, что система может работать некорректно или температура опустится ниже заданного вами минимума. Даже если в вашей местности наступят чересчур сильные морозы, вы всегда можете пустить котел в обход ёмкости.
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 емкостиКак подключить буферную ёмкость
Главное правило при подключении аккумулятора тепла – он должен быть вмонтирован в систему параллельно котлу. С помощью верхних патрубков следует включить бак в систему. Один из штуцеров внизу котла следует соединить с самим котлом – на эту обратную магистраль монтируется циркуляционный насос. Второй нижний патрубок крепится к обратной магистрали отопительной системы, на которой также обустроен насос. Кроме того, система допускает наличие двух теплообменников:
Схема подключения буферной емкости- вверху бака, для поступления горячей воды;
- вверху или снизу для подсоединения к добавочным источникам тепла.
Совет. Нередко бывает, что бак рассчитанного вами объёма попросту не помещается в доме. Тогда следует посчитать его объем, снижая до минимального показателя объём циркулирующей в системе воды. Размер бака тоже уменьшится, а вам просто придётся чаще топить котел.
Буферная ёмкость – очень полезное усовершенствование автономной отопительной системы, новый шаг к созданию энергоэффективного жилища. Наибольшая выгода ждёт хозяина: топить котел нужно меньше, времени на другие дела больше, а в доме не будет перепадов температуры.
Тепловой аккумулятор: видео
Буферная емкость для отопления: фото
