Прежде чем рассматривать схемы подключения, необходимо знать, в чем особенности твердотопливных котлов по сравнению с другими видами, и учитывать это при определении схемы подсоединения источника тепла к системе водяного отопления здания.
Основной особенностью является следствие сжигания твердого топлива, а именно:
- повышенная инерционность
- образующийся в топливнике конденсат.
Примечание. Инерционность нагрева отсутствует у пеллетных котлов. После прекращения подачи древесных гранул в горелку пламя почти сразу угасает.
Явление инерционности. Опасно возможным перегревом водяной рубашки, вследствие этого теплоноситель внутри ее вскипает. Образовавшийся пар создает повышенное давление, которое может разорвать подающий трубопровод и даже корпус агрегата. Такая ситуация возможна, если обвязка котла сделана неправильно. Ведь нормальный рабочий режим твердотопливных котлов — максимальный: термостат реагирует на температуру теплоносителя 85°С, после чего прикрывает заслонку подачи воздуха, а горение в топке продолжается. Вода нагревается еще на 3-5 градусов, и нагрев останавливается.
Чтобы избежать превышения давления в обвязке участвует такой элемент, как группа безопасности:
- смесительный узел с трехходовым клапаном и термоголовкой
- датчик температуры
- бойлеры косвенного нагрева
- теплоаккумуляторы.
Появление конденсата. Возникает на внутренней стороне топливника при прохождении по водяной рубашке недостаточно разогретой воды. Конденсат представляет собой агрессивную среду, от которой коррозируют стенки камеры горения: от тепла конденсат обретает состояние липкой субстанции, которую удалить не так просто. Она исполняет роль теплоизолятора и заметно снижает КПД котла. Проблему можно решить, установив в схему обвязки смесительный узел.
Чугунный теплообменник, не подвержен коррозии, но тут может возникнуть другая проблема — чугун разрушается от температурного шока. При отключении котла от электросети циркуляция прекращается, вода в радиаторах остывает, а в теплообменнике нагревается (из-за инерционности). При появлении электричества насос включается и направляет остывшую воду в разогретый котел. Резкий перепад температур вызывает температурный шок, чугунные секции дают трещины, на пол вытекает вода. Ремонт котла, в этом случае, довольно сложный.
При правильном монтаже вероятность таких последствий сводится к минимуму. Рассмотрим некоторые схемы подключения твердотопливных котлов отопления.
Каноническая схема
Схема включает два важных элемента — смесительный узел и группу безопасности. Существует много рисунков схем отопления — с бойлером косвенного нагрева, тепловым аккумулятором, гидрострелкой, где эти узлы не показаны, но они в реальной схеме должны присутствовать обязательно.
Группа безопасности на выходе патрубка теплоносителя обеспечивает автоматический сброс сетевого давления, достигшего определенного значения (обычно, это 3 Бар). Эту функцию выполняет предохранительный клапан. Группа также оснащена манометром для контроля давления и воздухоотводчиком для выпуска накопившегося в радиаторах воздуха.
Как функционирует схема
Начиная с растопки котла, смесительный узел, предохраняющий агрегат от температурных перепадов и от образования конденсата, работает следующим образом:
- Дрова — на начальной стадии разгорания. Циркуляционный насос работает. Воздушный клапан закрыт. Теплоноситель через байпас проходит по малому кругу.
- Температура воды в обратном трубопроводе повышается до 50°С. Выносной датчик подает команду на термоголовку, которая начинает давить на шток трехходового клапана, и холодная вода медленно подается в агрегат, смешиваясь с уже нагретой в байпасе.
- По мере прогрева радиаторов повышается общая температура системы, и байпас полностью перекрывается, пропуская нагретую воду через теплообменник котла.
Такая схема обвязки твердотопливного котла самая надежная и простая. Смонтировать ее можно собственными силами. К этому дадим несколько рекомендаций относительно обвязки котла полимерными или полипропиленовыми трубами:
- Любой полимер обладает низкой теплопроводностью. По этой причине накладные датчики не корректно отображают температуру, а трехходовый клапан будет запаздывать. Чтобы обеспечить правильную работу этих элементов, нужно участок между тепловым генератором и насосом сделать металлическим.
- Трубу на участке между котлом и группой безопасности целесообразнее сделать из металла, далее можно прокладывать полимер.
На заметку. Циркуляционный насос нужно устанавливать на обратке, перед котлом. Если он будет установлен на подаче, то при появлении пара перекачивание теплоносителя не будет происходить (водяные насосы не перекачивают газы). В этом случае, из-за перегрева котла, возможен взрыв.
Схема подключения с буферной емкостью
Чтобы эффективность работы твердотопливного котла была с заявленным производителем КПД, ему необходимо функционировать в максимальном режиме. При прикрытии воздушной заслонки, для замедления горения, в топку не достаточно поступает кислород. В этом случае значительно снижается КПД от сжигания древесины или угля, увеличиваются выбросы угарного газа. Чтобы этого не происходило, используют буферную емкость.
Для справки. В странах ЕС, именно по причине выбросов СО2, запрещена эксплуатация твердотопливных котлов без буферных емкостей.
Другой аспект. Максимальная температура теплоносителя 85°С, а разовой закладки дров хватает примерно на 4 часа. Многие владельцы частных домов этим не довольствуются. Проблема решается включением в систему обвязки буферной емкости, которая будет служить баком-аккумулятором.
Для управления температурой воды в радиаторах на другой стороне бака также ставят трехходовой клапан и еще один насос. Теперь не будет необходимости каждые 4 часа подкидывать дрова: после охлаждения топки обогрев дома будет происходить от буферной емкости. Как долго? Это будет зависеть от ее объема и степени нагрева. Для обогрева площади 200 м² емкость должна быть не менее 1 м³.
Все элементы схемы должны находиться на своем месте. Агрегат должен стоять на жестком основании. Для этого обустраивают 5-сантиметровую стяжку с подсыпкой. Расширительный бак необходимо располагать только сверху системы: удобнее всего его устанавливать на верхних этажах дома или на чердаке.
Хорошим решением будет оборудовать дымоход клапаном из нержавеющей стали, а в нижней части конденсатозаборником. Для удобства уборки сажи по всей длине лучше сделать негабаритные люки.
Монтаж котла и выбор схемы подключения — дело непростое, поэтому лучше обратиться за консультацией к специалисту.
