Что такое обвязка котельной
Перечень необходимого оборудования для систем отопления. Балансировка отопительной системы
Систему отопления невозможно назвать инженерной коммуникацией, которая проста в устройстве и балансировке. Каждый ее узел выполняет определенную функцию, при этом отсутствие какого-либо элемента может привести к перебоям в работе отопительного оборудования, а также к значительному снижению его энергоэффективности. В нашем проекте «ДОМ ЗА ГОД» можно увидеть, как мы делали систему отопления. В этой статье, в том числе, мы будем разбираться с основными принципами балансировки отопительной системы при помощи специалистов компании ГРУНДФОС.
Что касается балансировки: она обеспечивает стабильную работу системы и гарантирует соблюдение заданного температурного режима во всех отапливаемых помещениях.
Наличие профессионального проекта на отопительную систему является залогом ее эффективного функционирования. Тем же, кто не собирается тратить время и деньги на проектирование отопления, мы дадим несколько рекомендаций по ее созданию и правильной настройке.
В статье рассмотрим следующие вопросы:
Перечисленные темы будут рассмотрены на примере закрытых систем отопления. Ведь именно они обладают сложной обвязкой и большим количеством элементов, которые позволяют обеспечивать устойчивый тепловой режим в помещении.
Обвязка простых систем отопления
Систему отопления можно назвать простой, если она содержит один прямой контур. Под прямым контуром подразумевается магистраль, в которую теплоноситель подается из котла без изменения начальной температуры. Простыми являются некоторые системы радиаторного отопления. Они могут быть однотрубными, двухтрубными и смешанными. Наиболее практичной разновидностью простого радиаторного отопления является двухтрубная система, базирующаяся на подающей и обратной магистрали.
И если её балансировка выполнена правильно, такая система обеспечит равномерный прогрев радиаторов по всему периметру отопления.
Несбалансированная система отопления почти сразу даст о себе знать. Трубы будут шуметь из-за неоптимальной скорости потока, в помещениях будет либо слишком жарко, либо слишком холодно, а счета за отопление будут каждый раз завышены на 20%.
Рассмотрим основные элементы системы и их функции.
Расширительный бак
Расширительный бак закрытого типа – резервуар, оснащенный резиновой мембраной, которая разделяет устройство на две части (в нижней половине находится теплоноситель, а в верхней – инертный газ). При повышении температуры в системе отопления в него поступает часть теплоносителя, тем самым, сглаживая разницу давлений в подающей и обратной магистрали.
Бак можно устанавливать в непосредственной близости от отопительного котла. Дополнительная запорная арматура (шаровый кран), установленная перед входом в бак, позволит легко отсоединить резервуар от системы, если возникнет необходимость в его ремонте или замене.
Группа безопасности
Группа безопасности состоит из трех элементов, подключенных последовательно, либо к одному корпусу:
Группа безопасности врезается в подающую магистраль сразу на выходе из котла отопления. Делается это для того, чтобы в первую очередь защитить котел, который обладает самой высокой температурой.
Группа безопасности устанавливается строго вертикально, при этом она должна находиться выше уровня отопительного котла.
Незнание, невнимательность, спешка, усталость и другие человеческие факторы могут привести к аварийным ситуациям. Например, поменял манометр, а кран повернуть забыл и т. п.
В самой высокой точке системы следует установить дополнительный клапан автоматического сброса воздуха. Воздух обязательно будет попадать в систему во время ее заправки (дозаправки), а это устройство поможет стабилизировать работу системы, избежать застоя теплоносителя по причине скопления воздуха и продлит срок эксплуатации циркуляционного насоса.
Воздухоотводчик ставим в верхнюю точку системы. Он необязательно должен быть на группе безопасности.
Насос
Циркуляционный насос – устройство, обеспечивающее принудительную циркуляцию теплоносителя по системе отопления. В простых одноконтурных системах насос, как правило, врезается в обратную магистраль и устанавливается перед котлом отопления.
На входе в насос, а также на выходе из него ставятся шаровые краны. Благодаря кранам устройство можно снять, не сливая теплоноситель из системы.
Подпитка системы
Системы отопления закрытого типа оснащаются отводами для подпитки контура теплоносителем. Если в качестве теплоносителя используется вода, то обратный контур отопления можно подключить непосредственно к водопроводу. Подпитка будет производиться через запорную арматуру и фильтр-грязевик (также не лишним здесь будет фильтр-умягчитель).
Манометр поможет отследить перепад давления в прямой и обратной магистрали.
Если в качестве теплоносителя используется антифриз, то в контуре делается специальное ответвление для закачки антифриза. Также не следует забывать о кранах для слива теплоносителя, которые врезаются в нижнюю точку системы.
Регулировочная и запорная арматура радиаторов
Отопительные радиаторы оснащаются полуоборотными шаровыми кранами, позволяющими полностью перекрыть или, наоборот, открыть подачу теплоносителя в радиатор. Краны ставятся на входе в устройство. Иногда вместо них используются термостатические радиаторные клапаны (без преднастройки), автоматически перекрывающие подачу теплоносителя, когда температура в помещении превышает заданные значения.
Фильтры
Фильтры-грязевики – обязательные элементы современных систем отопления. Выполняя монтаж фильтров-грязевиков, важно учитывать правила их установки, поскольку именно при монтаже очень часто допускаются ошибки. Важно также время от времени не забывать их чистить. В замкнутую систему отопления иногда бывает достаточно вмонтировать один грязевой фильтр. Устанавливается он на участке магистрали, через который проходит весь теплоноситель. Таким местом может быть, например, участок перед главным циркуляционным насосом.
Основные правила установки фильтров-грязевиков:
Обвязка многоконтурной системы отопления
Если отопительная система имеет два и более контура (речь идет о системах с теплыми полами, с бойлером косвенного нагрева и т. д.), в дополнение к основному насосу каждый контур оснащается отдельным циркуляционным насосом и дополнительной запорной арматурой.
Отопительные контуры, которые нуждаются в регулировке температурного режима, оснащаются устройствами, представленными ниже.
Автоматические смесители
Трехходовые смесительные клапаны – устройства, позволяющие автоматически снижать/регулировать температуру в подающей магистрали, подмешивая в нее остывший теплоноситель из обратки. Дело в том, что котел посылает на все контуры отопления теплоноситель с одинаковой температурой. Теплые полы при этом имеют строгие требования к соблюдению температурного режима, а температура в контуре отопительных радиаторов, как правило, выше, чем в контуре теплых полов. Смесительные клапаны позволяют во всех контурах системы достичь заданной температуры.
Коллекторы
Коллекторные группы разделяют между собой основные контуры отопления, а также отдельные контуры системы теплых полов.
Так выглядит коллекторный узел теплого пола с трехходовым смесительным клапаном.
Помимо перечисленных случаев коллекторные узлы используются в системах отопления лучевого типа.
Много споров возникает по поводу того, куда ставить циркуляционные насосы в коллекторных, впрочем, как и в простых системах отопления – на подачу или на обратку? Вот что по этому поводу говорят специалисты.
По большому счету, нет разницы, куда встраивать циркуляционный насос – в подачу или в обратку. Важно, чтобы насос было удобно обслуживать – это, пожалуй, основной критерий выбора места установки. Исключением является случай, когда температура теплоносителя в системе отопления может превысить максимальную температуру, на которую рассчитан циркуляционный насос. В этом случае насос рекомендуется устанавливать на обратку, где температура теплоносителя ниже.
Многоконтурное отопление – это громоздкая инженерная коммуникация с множеством элементов, которые необходимо правильно рассчитать, установить и объединить в единую систему.
Для того чтобы сделать схему обвязки более простой, надежной и эстетичной, специалисты рекомендуют использовать насосные группы (группы быстрого монтажа), которые полностью готовы к установке и продаются уже в собранном виде. В их состав входят циркуляционные насосы и элементы обвязки, которые могут понадобиться в том или ином случае.
Насосные группы можно использовать в составе простых и сложных систем отопления.
Насосные группы просты в установке и эксплуатации. Все элементы обвязки, входящие в группу быстрого монтажа, уже подобраны по характеристикам и собраны в единую конструкцию. Более того, каждая выпущенная насосная группа обязательно проходит проверку опрессовкой на заводе, что делает её гораздо более надёжным решением, чем обвязка насоса, собранная «из россыпи» с рынка. Это существенно упрощает жизнь и монтажникам, и жильцам. Вдобавок компактные насосные группы, имея эстетичный внешний вид, идеально вписываются в интерьер современной котельной.
Балансировка системы отопления
Важный шаг на пути к эффективной балансировке – это правильный выбор циркуляционного насоса. Например, циркуляционные насосы, обладающие функцией автоматической регулировки напора и расхода, в постоянном режиме будут регулировать перепад давления между подающей магистралью и обраткой. Благодаря этому в систему не потребуется встраивать дополнительные элементы обвязки (перепускные клапаны-регуляторы перепада давления, байпасы, соединяющие подачу с обраткой и т. д.).
Чаще всего балансировка отопительных систем осуществляется тремя способами:
Балансировка по проектировочным расчетам
Проще всего произвести балансировку системы, используя данные, указанные в проекте отопления. Суть балансировки, независимо от выбранного способа, сводится к установке требуемого расхода теплоносителя на различных участках системы. Расход регулируется с помощью балансировочных клапанов, либо термостатических клапанов с преднастройкой.
Балансировочный клапан имеет собственную градацию. При этом различные положения регулировочного вентиля соответствуют определенному объему теплоносителя, который способен пройти через устройство в единицу времени при заданном напоре.
Если у вас имеется проект на систему отопления, произвести ее правильную балансировку можно довольно просто: выставив расход теплоносителя в соответствии с имеющимися расчетами.
Но важно учитывать тот факт, что зачастую проектные расчеты отличаются от реальных параметров системы отопления. Например, гидравлическое сопротивление отопительного контура может быть легко изменено добавлением в систему или удалением из нее какого-либо элемента. А, в целом, хороший и правильный проект – большая редкость для частных домов.
Следовательно, даже при наличии проекта представленные ниже способы балансировки не теряют своей актуальности.
Балансировка по температуре
Для балансировки системы по температуре понадобятся уже знакомые нам балансировочные клапаны (или термоголовки с преднастройкой) и электронный термометр для бесконтактного измерения температуры поверхностей.
Балансировка начинается с того, что на последнем и предпоследнем радиаторе полностью открываются балансировочные клапаны. Расход теплоносителя на первом, а также на последующих от котла радиаторах устанавливается на минимальных значениях (с повышением расхода по мере удаления радиаторов от котла).
Например, если в системе установлено 8 радиаторов, а винт балансировочного клапана имеет регулировку в пределах 4,5 оборотов, то первый от котла радиатор вначале полностью перекрывается, затем его балансировочный клапан отвинчивается на 1,5 оборота. Регулятор второго радиатора отвинчивается на 2 оборота, третьего – на 2,5 и так далее. Расход теплоносителя на последнем и предпоследнем радиаторе в большинстве случаев остается максимальным. Регулировку по возможности производят только на тех радиаторах, которые ближе всего расположены к котлу (расстояние измеряется от начала подающей магистрали).
Более тонкая регулировка производится по показаниям термометра. Основная цель балансировки в данном случае состоит в том, чтобы добиться примерно одинаковой разницы температур на входе и на выходе каждого радиатора.
И еще: шум в радиаторе во время работы отопительной системы говорит о том, что расход теплоносителя следует уменьшить.
Электронная балансировка системы
Балансировка по температуре – процесс долгий и кропотливый. Осуществлять точную регулировку сложных систем отопления таким способом весьма затруднительно. Гораздо проще использовать смартфон со специальным мобильным приложением, дополнительную электронику и циркуляционный насос с функцией балансировки.
Стандартная балансировка с помощью тепловизоров, термометров и балансировочных клапанов отнимает очень много времени и сил. Кроме того, для правильного выполнения этой процедуры потребуются специальные навыки. При этом очень важно правильно выполнить балансировку с первого раза. Циркуляционный насос с функцией точной электронной балансировки автоматизирует и тем самым существенно упрощает процесс настройки системы. Такой способ даёт возможность откалибровать систему отопления в доме площадью до 200 м² примерно за один час. Более того, если обычные методы настройки предполагают использование громоздкого и дорогостоящего оборудования, то для балансировки с помощью специального насоса достаточно иметь легко помещающийся в кармане модуль связи и смартфон. Кстати, правильно выполнить электронную балансировку сможет даже тот человек, который ни разу до этого не проводил подобных процедур.
Устройства, которые понадобятся для электронной калибровки системы:
Вместо заключения: правильная балансировка позволяет точно настроить рабочие параметры отопления.
Это заметно снижает затраты на эксплуатацию системы и обеспечивает максимально комфортную температуру во всех помещениях.
Схемы обвязки котлов отопления для частного дома
Правильная обвязка котла — самое важное в системе отопления, именно от этого будет зависеть безопасность и правильность работы всей системы. Часто владельцы домов обращаются к интернету в поисках правильной обвязки своего котла. Проясним некоторые моменты и приведем примеры схем обвязки котла отопления.
Существует два вида систем отопления по принципу взаимодействия с атмосферой:
В данной статье преимущественно будет затрагиваться закрытая система.
Упрощенная схема обвязки любого котла отопления
Вот так должна выглядеть обвязка любых котлов в закрытой системе:
Вот так должна выглядеть обвязка любых котлов в закрытой системе:Относительно циркуляционного насоса возникает вопрос: какой насос выбрать? При подборе циркуляционного насоса учитываются следующие параметры: напор и расход.
Напор показывает на какую высоту может быть поднят теплоноситель.
Расход — количество воды, перекачиваемой насосом в единицу времени. Расход воды, требуемый для отопления дома, определяется по формуле:
С — удельная теплоемкость воды, измеряемая в Дж/кг*С
Тг — температура подачи, выходящей из котла.
То — температура обратки.
Также нужно учитывать гидравлическое сопротивление, зная эту величину нужно подобрать такой напор насоса, который мог бы преодолеть это сопротивление.
Далее по этим двум параметрам, можно подобрать нужный для Вас насос.
Для расчёта и подбора насоса можно обратиться к специалистам компании Энергомир.
Подключение магистрали и ответвлений
Для небольших систем преимущественно делать свои контуры: на первый этаж, второй этаж, теплые полы и т.д., благодаря этому решению система становится более регулируемой. Разделение на контуры можно осуществить через коллектор (разделитель потока). Он устанавливается рядом с котлом. На рисунке показана примерная схема подсоединения котла и ответвлений через коллектор. Штриховой линией указаны ответвления, которые могут не входить в систему отопления, включаются на усмотрение пользователей. Если с назначением бойлера и теплого пола не возникает большого количества вопросов, то с буферной емкостью стоит пояснить, она рекомендуется для использования в паре с твердотопливным котлом. Твердотопливные котлы прогревают воду неравномерно, при забросе топлива происходит резкое повышение температуры, с догоранием, температура воды на подаче снижается. Буферная емкость выравнивает в себе температуру за счет перемешивания воды с подающего контура и обратного. Еще одно предназначение — это запас тепловой энергии за счет увеличения количества теплоносителя.
Обвязка котла и радиаторов для частного дома
По разводке существуют однотрубные и двухтрубные системы отопления.
Однотрубная горизонтальная система: подача и возврат теплоносителя происходит по одной трубе.
Простая, но имеет большое количество недостатков, один из них трудность регулировки температуры в отопительном приборе, теплоноситель до последнего радиатора уже доходит с более низкой температурой, чем входит в первый. Зато данная система является дешевой.
Схема обвязки радиатора для однотрубной горизонтальной системы представлена на рисунке ниже.
На входе теплоносителя в радиатор устанавливаются переходники (5) далее устанавливается узел нижнего подключения (Н-образный)(4), сбоку устанавливается термостатическая головка для регулирования потока в зависимости от температуры.
Плюсы однотрубной системы отопления:
К недостаткам можно отнести:
Двухтрубная система: подача идет по одной трубе, обратка уходит во вторую.
На входе в радиатор устанавливаются переходники (5), далее устанавливается узел нижнего подключения (Н-образный)(4), сбоку устанавливается термостатическая головка для регулирования потока в зависимости от температуры.
Преимущества двухтрубной отопительной системы:
Обвязка котла с бойлером косвенного нагрева (БКН)
Для обвязки котла отопления с бойлером косвенного нагрева необходим расширительный бак для системы ГВС. Важно помнить, что расширительный бак для отопления и ГВС — это не одно и то же оборудование, поэтому расширительный бак выбирайте по назначению. Также должна быть установлена «группа безопасности», состоящая из предохранительного клапана, воздухоотводчика и манометра. В отличии от двухконтурного котла, при использовании одноконтурного котла совместно с бойлером косвенного нагрева, горячая вода поступает сразу после открытия крана.
Вот некоторые варианты обвязки одноконтурного котла с бойлером косвенного нагрева:
Подключение при помощи трёхходового клапана.
Котёл соединяется с основным контуром (отопления) и дополнительным (БКН). Первый: используется для распределения тепла в отопительных приборах, второй контур: в котле происходит нагрев воды для БКН.
Трехходовой клапан применяется для следующих целей:
Терморегулятор следит за температурой воды в бойлере, и когда она доходит до установленного уровня, подается сигнал сервоприводу. Сервопривод, в свою очередь, подает сигнал на трехходовой клапан и с помощью клапана происходит распределение нагретой воды на основной контур, для отопления. Если температура воды опять снизится, произойдет переключение в обратную сторону и теплоноситель вернется в змеевик. То есть, когда в бойлере косвенного нагрева температура воды достигла нужного значения, трехходовой клапан распределяет поток горячей воды на основной контур (отопления). А когда температура в бойлере опускается, трехходовой клапан распределяет горячий теплоноситель на дополнительный контур (БКН).
Трехходовой клапан устанавливается между котлом и бойлером косвенного нагрева.
Преимущество такой системы — возможность переключения тепла с отопительных приборов на быстрый нагрев бойлера косвенного нагрева. Подходит этот способ обвязки тем, кто часто пользуется бойлером.
Установка двух циркуляционных насосов
Первый насос ставится на трубе подачи бойлера косвенного нагрева, другой – на контуре отопления. То есть, как только вы открываете кран горячей воды – вода сразу поступает к потребителю. Управление насосами так же, как и в предыдущем случае, происходит за счёт терморегулятора. Именно он производит переключение режима работы.
Рассмотрим схему котла без участия обратных клапанов.
При понижении температуры воды в бойлера терморегулятор подаёт сигнал на нагрев бойлера. Включается насос для транспортировки охлажденной воды для нагрева в котёл. Вода движется под напором и ей ничего не мешает двигаться еще и в сторону контура отопления.
При установке обратных клапанов такого не произойдёт.
Схема обвязки бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией
При монтаже системы прокладывают дополнительную трубу, которая обеспечивает движение теплоносителя по замкнутому кольцу с возможностью ее отбора. Рециркуляция полезна, когда присутствует контур, нуждающийся в постоянной подаче горячей воды – например, полотенцесушитель. Если его подключить к системе отопления, теплоноситель будет постоянно циркулировать, а сушилка функционировать и одновременно служить отопительным прибором.
Главный минус данной схемы – это увеличение расходов на топливо, потому что требуется постоянный прогрев охлаждаемой в контуре воды.
Схемы обвязки твердотопливного котла
Отопительная система с твердотопливным котлом имеет свою специфику, влияющую на эффективность и безопасность обогрева:
Инерционность — невозможно одномоментно приостановить работу котла: после прекращения подачи кислорода система продолжит работу, пока кислород в топке не закончится или пока топливо не сгорит. Что может привести к перегреву теплоносителя, образованию большого количества пара. Как следствие – разрушение корпуса котла или частей системы отопления.
Чтобы исключить перечисленные проблемы, следует правильно организовать обвязку котла с обязательным включением в нее группы безопасности. Рассмотрим подробнее, для чего нужна обвязка твердотопливного котла отопления, основные схемы установки.
Схема обвязки твердотопливного котла с трехходовым клапаном
Твердотопливный котел работает не постоянно, а периодически, вследствие чего подвергается воздействию влаги в виде конденсата. Через теплообменник проходит теплоноситель невысокой температуры, возникает большая разница температур нагретых газов и холодного теплообменника, что приводит к коррозийным процессам. Чтобы предотвратить негативные последствия, можно задействовать трехходовой клапан. Это устройство представляет собой регулируемый вентиль с двумя входами и одним выходом. По сигналу с датчика температуры трёхходовой клапан открывает канал подачи горячего теплоносителя на вход котла, препятствуя появлению конденсата. Как только отопительный агрегат войдёт в рабочий режим, подача жидкости по малому кругу прекращается. Трёхходовой клапан можно использовать и для регулировки температуры теплоносителя, поступающего к потребителям. В этом случае устройство настраивают на работу в другую сторону, подмешивая холодный теплоноситель из обратки в подачу.
Схема обвязки твердотопливного котла с буферной ёмкостью
Из-за плохой управляемости твердотопливных котлов нужно постоянно следить за объемами топлива и интенсивностью тяги, что вызывает ряд проблем при их использовании. Чтобы загружать в котел больше топлива и не беспокоиться по поводу риска закипания теплоносителя, можно установить буферную емкость (теплоаккумулятор).
За счет большого объема буферная емкость может собирать избыточную тепловую энергию и перемещать ее непосредственно к отопительным приборам. Для регулировки температуры задействуется узел смешивания, работающий на базе трехходового клапана.
Схема обвязки твердотопливного котла с буферной емкостью выглядит следующим образом. Патрубки входа и выхода из теплогенератора подключаются к аккумулятору тепла, а от него – к элементам отопления. Теперь образовывается сразу два контура:
Схема обвязки твердотопливного котла с баком аккумулятором экономит топливо, позволяя делать закладку топлива значительно реже. Необходимо учитывать, что при такой обвязке мощности котла должно хватить на отопление и на прогрев буферной емкости.
Схема обвязки с термосмесительным узлом Laddomat
Изначально котёл и аккумулирующий бак холодные, потерь тепла нет. Электрический подогреватель нагревает верх бака- это достаточно для того, что бы обеспечить потребителя горячей водой и отоплением. Когда мы разжигаем топливо в котле- термостат находящийся на дымоходе нагревается и запускает насос, тем самым происходит циркуляция воды. Обратному клапану естественной циркуляции не позволяет открыться поток, создаваемый насосом, тем самым во время розжига котёл не остывает. При температуре +78С термоклапан открывается и начинает поступать холодная вода из бака, тем самым охлаждая котел, и в это же время бак заполняется горячей водой. Спустя некоторое время заполнения бака горячей водой, электрический подогреватель отключается за счет собственного термостата. При полном прогреве бака термоклапан открывается и насос качает воду без байпаса, охлаждая котёл. Пламя погаснет, когда вентилятор или воздушная заслонка перекроет подачу кислорода. Дымоход остынет и термостат отключит циркуляционный насос. Холодная вода из отопительного прибора будет поступать в нижнюю часть бака, обратный клапан откроется и холодная вода будет поступать в котёл, а оставшееся тепло в котле будет поступать в верхнюю часть бака. Через некоторое время в баке тепла не останется и электрический подогреватель снова включится.
Вместо вывода
В заключении можно сказать, что отопление дома — дело серьёзное и требует серьёзного подхода. Поэтому всегда лучше обратиться к специалистам, которые помогут произвести грамотный расчёт, учитывая все нюансы и подобрать оборудование, чем пытаться сделать обвязку своими руками.
Если вы не нашли ответа на свой вопрос, пожалуйста, оставьте его в комментариях под статьей — и мы обязательно ответим вам.