Обвязка котлов и котельных

Обвязка котла – это услуга, заключающаяся в подключении теплогенератора к сетям отопления и горячего водоснабжения, в соответствии с эксплуатационными нормами. Несложно догадаться, что этот процесс является обязательным в деле создания абсолютно всех систем обогрева. По сути, обвязка котла включает все входящие в состав таких систем трубопроводы и дополнительное оборудование, необходимые для обеспечения радиаторов нагретым теплоносителем. Именно так и формируются все более популярные в нашей стране автономные системы отопления, предоставляющие их владельцам независимость от централизованной подачи тепла, максимальный комфорт в процессе использования и возможность экономить энергоресурсы. Разумеется, для этого обвязки котлов должны выполняться грамотно. О ключевых рекомендациях на этот счет речь как раз и пойдет далее.

Выбор котла для квартиры или дома

Перед переходом к непосредственному рассмотрению принципов правильной обвязки котла, нельзя кратко не коснуться критериев подбора самого теплогенератора. Ведь именно с этого стартует процесс создания любой системы отопления. Выбор котла традиционно начинается с определения его оптимальной производительности.

В целом, на эту характеристику влияет довольно много факторов, которые желательно принимать во внимание, а именно:

• Общий объем обогреваемого здания;
• Количество окон и общая площадь остекления фасада;
• Количество и общая площадь имеющихся дверных проемов;
• Теплопроводность материалов, использованных при строительстве стен;
• Степень утепления стен, если такая теплоизоляция имеется;
• Среднегодовая температура в конкретном регионе;
• Расположение здания по сторонам света.

Очевидно, что для точного учета всех перечисленных факторов необходимо привлекать специалистов, что и рекомендуется делать в идеале. Поскольку, такой подход позволяет выяснить оптимальную мощность котла с максимальной точностью. Но, есть и более простой путь, позволяющий определять нужную производительность теплогенератора без сложных вычислений. Для этого обычно принимается, что в условиях умеренного климата для отопления 10 м² площади здания требуется 1 кВт тепловой мощности котла. При этом, к полученному таким методом значению обязательно добавляется резервный запас не менее чем в 20 %. После выяснения производительности котла нужно определиться с его видом.

А это тоже далеко не всегда просто, ведь подобные устройства производятся в большом количестве модификаций, которые условно подразделяются на:

• Котлы с ручной загрузкой – традиционные твердотопливные без автоматики;
• Котлы автономные – электрические, газовые, твердотопливные и жидкотопливные.

Монтаж котла, цена которого всегда определяется индивидуально, во многом зависит от его технических характеристик. Самыми простыми в этом отношении являются напольные аппараты с ручной загрузкой, работающие на дровах, угле, торфе или топливных брикетах. Они бывают одноконтурными – рассчитанными на обслуживание только системы отопления, и двухконтурными – способными нагревать еще и жидкость для системы горячего водоснабжения. Их не нужно подключать к электричеству, а в комплектациях таких устройств отсутствуют сложные электронные системы автоматики. С одной стороны это несколько облегчает их установку, но с другой их работа невозможна без постоянного участия человека. Ведь постоянно подкладывать дрова или другие энергоносители в топку и поддерживать необходимую температуру теплоносителя нужно в ручном режиме, что проблематично.

Гораздо более практичными в использовании являются автономные котлы, и особенно – их самые современные модели. Сами удобными из них по праву считаются электрические и газовые, которые производятся, как напольными, так и настенными. Они поддерживают температуру нагреваемой воды автоматически, но энергоносители для них обходятся дорого. В свою очередь, автономные твердотопливные котлы производятся в разных модификациях – пиролизные, пеллетные и длительного горения, но бывают они только напольными и требуют подключения к электросетям. От своих классических аналогов они отличаются более высокой эффективностью и большим временем работы на одной загрузке. А теплогенераторы на пеллетах вообще могут работать без участия человека по нескольку дней. Что касается, жидкотопливных котлов, то их применяют, в основном, в сфере промышленности.

Виды и схемы систем отопления

Как известно, цель любой сети обогрева, независимо от вида используемого теплогенератора, заключается в переносе тепла от котла к радиаторам, для чего нужен нагретый теплоноситель. Соответственно, подключить котел к системе отопления нужно так, чтобы схема его обвязки была ориентирована на равномерность поставки тепла ко всем батареям.

При этом, сам обогревающий контур может быть сконструирован тремя способами, и представлять собой:

• Открытую однотрубную схему обогрева;
• Закрытую однотрубную схему обогрева;
• Закрытую двухтрубную схему обогрева.

Среди перечисленных схем наиболее прогрессивной и характеризующейся самым высоким КПД является двухтрубная закрытая. Но, одновременно она оказывается самой сложной в монтаже, а значит – и дорогой. Также нужно отметить, что важной частью любой автономной системы отопления является расширительный бак, поскольку именно принцип его работы определяет – является ли такая система открытой или закрытой. Он необходим потому, что при нагревании жидкость в сети увеличивается в своем объеме, а ее избыток перетекает в подобный гидроаккумулятор. В свою очередь, при остывании происходит обратный процесс – объем теплоносителя уменьшается, и в коммуникации отопительной сети поступает теплоноситель из расширительного бака. Конечно, нюансы эксплуатации гидроаккумулятора влияют и на обвязку котла, а потому схемы его подключения стоит рассмотреть подробнее:

1. Открытая схема системы отопления – предусматривает использование негерметичного расширительного бака, свободно сообщающегося с атмосферой. При этом, сам гидроаккумулятор располагается в самой верхней точке относительно верхних радиаторов, а котел – в самой нижней. И чем больше будет разница в высоте между расширительным баком и рядом расположенных на последнем этаже батарей – тем лучше. Что касается циркуляции теплоносителя в открытой однотрубной системе отопления, то она происходит естественным путем – благодаря гравитации. В процессе охлаждения жидкость становится тяжелее, что способствует ее движению к нижним частям сети и выталкиванию более легкой горячей воды. Благодаря данному принципу работы холодная и горячая жидкости постоянно чередуются.

Открытая схема обогрева имеет такие достоинства:

• простота исполнения;
• дешевизна, обусловленная отсутствием автоматики;
• нет необходимости в электрическом циркуляционном насосе;
• минимальная чувствительность к любым аварийным повышениям давления.

Однако, открытая однотрубная система отопления имеет и немалые недостатки:

• низкая общая эффективность;
• нужда в большом объеме теплоносителя;
• относительно медленная циркуляция нагретой воды;
• высокая вероятность охлаждения теплоносителя в сильные морозы;
• невозможно установить одинаковую температуру радиаторов отопления;
• постоянный контакт жидкости с воздухом провоцирует загазованность в сети;
• загазованность приводит к быстрому коррозионному разъеданию труб изнутри;
• несовместимость системы с алюминиевыми и биметаллическими радиаторами.

Как следствие, открытая схема систем отопления применяется только в сочетании с установкой котлов на дровах ручной загрузки и монтируется в одноэтажных или, максимум, двухэтажных зданиях с относительно небольшими площадями.

2. Закрытая схема системы отопления – предусматривает использование герметичного расширительного бака, представляющего собой стальную емкость с резиновой грушей или мембраной внутри, которая делит бак на две части. В одной из них находится воздух под давлением, а во вторую поступает избыток жидкости. При этом, мембрана сдвигается, а давление воздуха в другой части емкости возрастает. А когда приходит время возврата накопленной жидкости в систему, это избыточное давление двигает мембрану обратно, выдавливая воду из бака. Благодаря этому, расположение котла и гидроаккумулятора может быть любым, но зачастую, их устанавливают рядом. Что касается избыточного давления и загазованности в трубах, то в закрытых однотрубных системах отопления эти вопросы решаются с помощью спускных кранов Маевского.

Закрытая схема обогрева имеет такие достоинства:

• свободное расположение элементов теплосети;
• нужда в заливке минимального количества теплоносителя;
• циркуляция жидкости является принудительной и гарантированной;
• отсутствие загазованности препятствует образованию коррозии в трубах;
• использование трубопроводов с относительно небольшими диаметрами;
• не контактирующий с внешней средой теплоноситель всегда остается чистым;
• принудительная циркуляция позволяет равномерно прогревать все радиаторы.

Немаловажно, что закрытая система отопления имеет только три недостатка:

• наличие постоянного избыточного давления;
• нужда в использовании электрического циркуляционного насоса;
• относительная сложность и дороговизна создания подобной системы.

С учетом всего перечисленного, можно констатировать, что закрытая схема системы отопления является универсальной, а потому может применяться в сочетании с теплогенераторами любых модификаций.

В свою очередь, по способу движения теплоносителя по коммуникационной схеме и включенным в нее приборам, все отопительные сети подразделяются на два вида:

1. Однотрубная система отопления – предусматривает наличие основной магистрали большого диаметра, которая тянется в направлении от котла. Она транспортирует горячий теплоноситель, а также собирает его в уже остывшем виде. К данной магистрали посредством двух более тонких трубопроводов последовательно подключаются радиаторы. Один из таких трубопроводов подает теплоноситель внутрь батарей, а второй принимает его обратно. При этом, нагретая жидкость поочередно проходит все радиаторы, лишаясь по пути части тепловой энергии. Подобный принцип работы позволяет подключить как твердотопливный котел любой модификации, так и газовый или электрический. Но эффективность использования такой сети оставляет желать лучшего.

Однотрубная отопительная система существует в двух модификациях:

• Проточная схема – лишена подающего стояка как конструктивного элемента. В данном случае радиаторы с верхнего этажа соединяются с аналогами, находящимися на нижнем этаже. Особенностью данной схемы является невозможность использования запорно-регулировочных кранов, чтобы не перекрывать доступ теплоносителя к следующим отопительным приборам. Проточный отопительный контур прост в монтаже, но требует полного отключения при возникновении необходимости ремонта даже одной батареи;
• Схема с байпасами – в этом случае радиаторы соединяются стояками, но одновременно отделяются от контура замыкающими звеньями. Теплоноситель поступает из подающей магистрали и распределяется порциями по всем отопительным приборам, в которые поступает почти в одно время. А это позволяет ему остывать гораздо медленнее. Кроме того, отопительный контур с байпасами дает возможность регулировать температуру радиаторов и ремонтировать вышедшие из строя батареи, не отключая всю систему целиком.

2. Двухтрубная система отопления – предусматривает наличие двух магистралей, одна из которых служит для подачи нагретого котлом теплоносителя в радиаторы, а вторая необходима для его отвода уже в охлажденном виде обратно для нового нагрева. Данные коммуникации принято называть подачей и обраткой, соответственно, а подключение к нам батарей выполняется параллельно. При этом, теплоноситель в самом холодном радиаторе имеет самую низкую температуру, а потому оказывает самое большое давление на жидкость, нагретую сильнее. Вследствие этого холодный радиатор быстрее всего прогревается, а температура во всех батареях, подключенных к одному коллектору, выравнивается. В целом, циркуляция теплоносителя оказывается тем интенсивнее, чем больше разница температур между подачей и обраткой.

Система отопления с двумя трубами имеет следующие достоинства:

• Высокая скорость и эффективность работы;
• Коммуникации можно скрывать в полах или стенах;
• Повышенная гидродинамическая устойчивость всей системы;
• Легкость подключений устройств для регулирования подачи горячей воды;
• Настройка температурных параметров одного радиатора не влияет на другие.

В свою очередь, недостатки любой двухтрубной сети обогрева таковы:

• Использование большого количества труб;
• Нужда в применении многочисленной запорно-регулирующей арматуры;
• Оба указанных выше фактора обуславливают высокую стоимость такой сети.

Двухтрубные системы отопления конструируются в разных модификациях – с тупиковой и попутной транспортировками теплоносителя, с естественным движением жидкости и с ее принудительной циркуляцией, обеспечиваемой соответствующими насосами. Поэтому они являются более предпочтительными в монтаже для зданий любого назначения, особенно в сочетании с автономными котлами. При этом, как вид котла, так и вид радиаторов не имеет значения. Для сооружения подающей и обратной магистралей двухтрубной сети рекомендуется использовать трубы 2ʺ диаметром 50 мм. Стояки также конструируются из труб аналогичного типоразмера. А радиаторы, в зависимости от количества секций, подключаются к подаче и обратке трубами 1,5ʺ (на 25 - 35 секций), 1ʺ (на 10 - 25 секций) или 3/4ʺ (если секций меньше 10-и).

Порядок создания системы отопления и обвязки котла

Завершив рассмотрение видов сетей обогрева, а также их достоинств и недостатков, можно переходить к изучению непосредственных нюансов создания такой системы, включая и обвязку котла для нее, что делает в такой очередности:

1. Выбор оптимальной схемы отопления;
2. Выбор подходящего котла;
3. Приобретение оборудования и материалов;
4. Монтаж тепловой системы;
5. Проведение пуско-наладочных работ.

Если выбор делается в пользу самой простой открытой и однотрубной системы отопления, функционирование которой будет возможно за счет подключения твердотопливного котла без автоматики, то в ее конструировании тоже не будет ничего сложного. Для ее создания понадобится только минимальное количество труб, термометр, в большинстве случаев входящий в комплектацию теплогенератора, а также открытый расширительный бак, который может быть даже самодельным. Но, как уже было упомянуто ранее, такие сети малоэффективны, а главное – подходят только для небольших зданий с одним или, максимум, двумя этажами, что сильно ограничивает сферу их применения. Ну а в случае со ставшими стандартом – закрытыми отопительными системами все несколько сложнее. Поэтому очередность их конструирования следует рассмотреть подробно, что сделано ниже.

1-й этап – приобретение теплотехнического оборудования

Создание закрытой системы отопления невозможно без таких устройств и коммуникаций:

• Котла;
• Трубопроводов;
• Циркуляционного насоса;
• Закрытого расширительного бака;
• Автоматического воздухоотводного клапана;
• Предохранительного клапана сброса избыточного давления;
• При конструировании двухтрубной системы – распределительных коллекторов.

Для того, чтобы правильно выбрать все необходимые комплектующие для системы отопления, нужно обязательно предварительно начертить ее масштабную схему, которая позволит составить точный перечень нужных элементов. Особенно удобна подобная схема при подсчете общей длины труб, которые нужно приготовить для обустройства контуров. Стоит отметить, что стоимость установки котла отопления почти всегда можно немного снизить – приобретая современный и хорошо укомплектованный теплогенератор. Так как подобные нагреватели почти всегда еще на этапе производства оснащаются манометрами, предохранительными кланами, циркуляционными насосами и даже расширительными баками. Следовательно, приобретать перечисленное оборудование отдельно уже не придется, равно как и тратиться на его отдельное присоединение к системе обогрева.

2-й этап – монтаж и обвязка котла отопления

Поскольку теплогенераторы бывают напольными и настенными, особенности их монтажа зависят от исполнения. Например, на подключение газового котла, цена которого зависит от его мощности и комплектации, сильно влияет модификация его камеры сгорания. Она может быть открытой или закрытой, что требует монтажа разных дымоходов. Так, газовые котлы с закрытыми камерами сгорания, также называемые турбированными, подают воздух в свои мини-топки и отводят отработанные газы принудительно – посредством встроенных электровентиляторов. Для этой цели используются специальные коаксиальные дымоходы, имеющие конструкцию типа «труба в трубе», которые выводятся на улицу через небольшие отверстия в стенах. При этом, схемы обвязки турбированных газовых, а также настенных электрических котлов могут быть только закрытыми, по причине их автономной работы.

В свою очередь, обвязка газового котла с открытой камерой сгорания и забором воздуха прямо из помещения, в котором он установлен, требует наличия традиционного вертикального дымохода. Однако, такие теплогенераторы все реже используются в бытовой сфере по причине наличия опасности попадания их отработанных газов внутрь здания – при отсутствии в дымовых трубах достаточной тяги. Что касается подключения твердотопливного котла к системе отопления, то все зависит от его вида. Современные модели таких нагревателей – пеллетные, пиролизные и котлы длительного горения рассчитаны на работу в сочетании с закрытыми системами отопления. И только обвязка классического котла на твердом топливе без какой-либо автоматики может быть абсолютно любой – открытой и закрытой, однотрубной и двухтрубной. Но в использовании они совсем не практичны.

Техника для быстрого монтажа и овязки соверменных котельных

? Ознакомьтесь с этим оборудованием

3-й этап – выбор и монтаж расширительного бака

Объем гидроаккумулятора всегда выбирается с учетом объема теплоносителя, циркулирующего в конкретной системе отопления. При этом, даже в том случае, если выбранный отопительный котел укомплектован расширительным баком, специалисты рекомендуют дополнить его еще одним – отдельным. Особенно это актуально, если сеть обогрева является крупной и обслуживает большое здание. Хороший вариант монтажа расширительного бака – это его размещение на стандартной распределительной гребенке, вместе с автоматическим воздухоотводным клапаном и измеряющим давление манометром. Последние устройство необходимо потому, что перед установкой расширительного бака, в него нужно накачать воздух до рекомендованного давления, обычно составляющего 1,5 - 2,0 атм. А для надежной работы емкости давление в ней стоит проверять хотя бы раз в год.

? Подробнее о расширительных баках

4-й этап – монтаж циркуляционного насоса

Необходимость задействования перекачивающего теплоноситель устройства, а также его оптимальные характеристики, всегда можно точно определить только посредством гидротехнического расчета. А уже при его установке нужно придерживаться следующих рекомендаций. Большинство циркуляционных насосов рассчитаны на температуру порядка 60 °С, соответственно, их целесообразно монтировать на обратных трубах с более холодным теплоносителем. Это важно и в целях безопасности, ведь если в аварийной ситуации жидкость перегреется до образования пара, при установке насоса на подающей магистрали его крыльчатка просто отключится, что приведет к еще большему перегреву теплоносителя. Также на корпусе любого подобного устройства отмечено направление движения воды через него, которое должно соблюдаться, как и исключительно горизонтальная ориентация его ротора.

5-й этап – автоматические клапаны для отвода воздуха

Клапаны для нейтрализации завоздушивания являются неотъемлемыми и важнейшими частями всех закрытых отопительных систем. Поскольку они оберегают оборудование и коммуникации от разрушительного воздействия коррозии. Кроме того, правильная настройка всех рабочих параметров возможна только для полностью развоздушенной системы. При этом, даже при образовании внутри нее крупных воздушных карманов, для отвода газов будет достаточного всего одного клапана. Поскольку воздух в любом случае будет растворяться в теплоносителе и постепенно выводиться наружу. Однако, нужно знать, что в таком случае на отвод будет затрачиваться много времени – вплоть до нескольких месяцев. Чтобы не тратить столько времени, стоит ставить несколько автоматических клапанов-воздухоотводчиков. А оптимальными местами для их расположения являются гребенки и коллекторы.

6-й этап – выбор места размещения и монтаж распределительного коллектора

Существенное влияние на стоимость обвязки котлов всегда оказывают коллекторы, также называемые гребенками. Эти устройства, необходимые для равномерного распределения теплоносителя по контурам системы обогрева, хоть и довольно компактны, но стоят недешево. Коллектор представляет собой подобие небольшой трубки с несколькими отводами, количество которых должно соответствовать количеству потребителей. Ими могут быть – кольца теплых полов, контуры радиаторов отопления и даже змеевики в ванных комнатах. В случае с двухтрубной системой используются, как минимум, две гребенки. При организации отопления дома с двумя и более этажами, на каждом из них устанавливается своя пара коллекторов. А при установке двухконтурного котла свой коллектор может понадобиться и для системы горячего водоснабжения.

В целом, отдельные коллекторы нужны по таким причинам:

• Для оптимальной настройки всей системы;
• При наличии потребителей с разными характеристиками;
• Из-за разности сопротивления в трубах между ближайшим и дальним радиаторами.

При этом, из-за все того же различного гидродинамического сопротивления между расположенными в разных частях здания батареями, может понадобиться и установка дополнительного циркуляционного насоса в схему обвязки котла отопления. В этом случае он может быть установлен, например – на коллекторе теплых полов. Для удобства регулировки, и просто в эстетических целях, гребенки монтируются в специальных коллекторных шкафах. Без них можно обойтись, только если эти приспособления размещаются в отдельном помещении котельной. Во всех остальных случаях коллекторы надо скрывать в шкафах или стеновых нишах с дверцами из-за совсем непривлекательного внешнего вида. Стоит также отметить, что коллекторный узел является идеальным местом для расположения на нем вспомогательного оборудования – манометров, предохранительных клапанов, расходомеров, и не только.

7-й этап – монтаж трубопроводных коммуникаций

Сборка трубопроводов также является важным этапом обвязки теплогенераторов, особенно с учетом того, что этот процесс отличается в случае с однотрубной и двухтрубной сетями.

Существующие при этом различия заключаются в следующем:

• Трубопроводы однотрубных систем отопления – должны иметь относительно большие диаметры для обеспечения надлежащей скорости движения теплоносителя. Поэтому, как ранее, так и сейчас, коммуникации этих сетей часто делают из металлических труб. При их монтаже должен соблюдаться уклон не менее 5 мм на погонный метр. Хотя эстетически наклонные трубы смотрятся совсем не идеально, но зато обеспечивают надежное движение теплоносителя даже без помощи циркуляционного насоса. Для присоединения радиаторов в открытой системе берут коммуникации минимального диаметра 32 мм. А подающую и обратную магистрали выполняют из труб больших диаметров, минимум – 50 мм. Если же сеть формируют из современных полимерных труб с малым гидравлическим сопротивлением, их типоразмеры могут быть меньше;
• Трубопроводы двухтрубных систем отопления – не требуют больших диаметров коммуникаций благодаря принудительной циркуляции жидкости под ним. А потому могут быть собраны из современных труб, изготовленных из металлопластика или полимеров. Самое главное, чтобы такие изделия могли выдерживать необходимое давление и высокие температуры. Кроме того, поскольку двухтрубная система не требует поддержания естественной циркуляции, ее трубопроводы можно без проблем прятать под поверхности полов или в стены. В данном случае для соединения коллекторов применяют изделия диаметром 20 - 25 мм, а для соединения отопительных приборов достаточно диаметров в 16 - 20 мм. При этом, все трубы должны быть качественно изолированы для сведения к минимуму тепловых потерь.

Поскольку каждый изгиб трубы увеличивает гидродинамическое сопротивление в системе, их по возможности следует избегать или минимизировать. Ведь большая разница в сопротивлении колец одного коллектора делает трудным или невозможным регулирование.

8-й этап – пуско-наладочные работы

После завершения монтажа всех перечисленных выше компонентов и обвязки системы отопления, приходит время ее финальной проверки. Она выполняется методом опрессовки повышенным давлением, которое должно поддерживаться на определенном уровне, как минимум, в течение суток. Если в результате оказывается, что система выдержала испытания без каких-либо проблем, обвязку котла отопления также можно считать успешно законченной.

Устновка и обвязка котлов в Киеве

Заказать обвязку котлов в Киеве и Киевской области, для теплогенераторов любых модификаций, можно у компании «Современные инженерные системы». Данные работы, как и все, что касается конструирования систем обогрева, являются нашим основным профилем. Поэтому, для наших специалистов совсем не сложно, как рассчитать стоимость обвязки газового котла, так и реализовать непосредственное подключение твердотопливного котла в существующую систему отопления. При этом, любые подобные работы выполняются неизменно качество и с предоставлением гарантий на полученный результат. Грамотно рассчитанная и выполненная обвязка котлов, цена которой зависит от их вида, мощности, комплектации и количества контуров – это простой путь к достижению высокой эффективности систем отопления, а также к их беспроблемной эксплуатации на протяжении многих лет.