Обвязка газового котла отопления: схема, элементы, правила монтажа

Приветствую, камрады! Сегодня нам предстоит узнать, как обвязать газовый котел: какие элементы должна включать обвязка, где их расположить и как правильно смонтировать. Я разберу несколько наиболее популярных схем для разных систем отопления и водоснабжения.

Котельная частного дома с напольным газовым котлом. Наша задача — изучить установленное оборудование и его функции.

Сценарии

Нам предстоит разобрать следующие сценарии:

• Настенный одноконтурный котел с электронным розжигом в радиаторной системе с принудительной циркуляцией;
• Энергонезависимый настенный или любой напольный котел в такой же отопительной системе;
• Энергонезависимый котел в открытом контуре с естественной циркуляцией;
• Модификация отопительных систем для теплых полов с их низкой температурой теплоносителя;

Коллекторы теплого пола. Внутрипольное отопление работает при температуре теплоносителя не выше 35 градусов.

• Подключение к одноконтурному котлу системы горячего водоснабжения;
• Подключение двухконтурного котла к системам отопления и ГВС;
• Создание контура ГВС с рециркуляцией воды. Постоянное движение воды в трубах позволяет держать горячими подключенные к подводкам горячего водоснабжения полотенцесушители и обеспечивает предельно быструю подачу горячей воды к смесителям.

При большой протяженности разводки ГВС без рециркуляции воду приходится долго сливать до ее нагрева. Это не только неудобно, но и накладно.

Тупиковая разводка ГВС без рециркуляции заставляет долго сливать воду для ее нагрева. Подключенные к разводке полотенцесушители нагреваются только при водоразборе.

Элементы обвязки

Какие элементы может включать обвязка котла отопления?

Изображение	Название и функции
	Мембранный расширительный бачок. Его задача — компенсировать увеличение объема воды или антифриза в закрытом отопительном контуре при нагреве. Бак делится пополам упругой мембраной, и часть его объема заполняется воздухом (или защищающим стенки от коррозии азотом). При увеличении объема теплоносителя газ сжимается, и давление в контуре увеличивается незначительно. Как правило, объем бачка принимается равным 10% от количества теплоносителя. Тот, в свою очередь, можно грубо оценить как 15 литров на киловатт мощности отопительного котла.
	Предохранительный клапан. Его функция — сбросить избыток теплоносителя при опасном росте давления в контуре, предотвратив разрыв труб или батарей. Вода отводится через дренажную трубку в канализацию. Частое срабатывание клапана указывает на недостаточный объем расширительного бачка.
	Воздухоотводчик. Он служит для автоматического сброса в атмосферу воздушных пробок, оставшихся в контуре после слива теплоносителя. Воздух создает гидравлические шумы и препятствует нормальной циркуляции при небольшом гидравлическом напоре.
	Манометр нужен для контроля рабочего давления в контуре. Иногда вместо него используется термоманометр, показывающий давление и температуру. Шкала прибора должна быть размечена как минимум до 4 атмосфер (бар, кгс/см2).
	Открытый расширительный бак выполняет функции собственно расширительного бачка, воздухоотводчика и предохранительного клапана в открытой (то есть работающей без избыточного давления) системе отопления. Бак сообщается с атмосферой и часто подключается краном к системе ХВС для подпитки контура.
	Бойлер косвенного нагрева — теплоизолированный бак с теплообменником для приготовления горячей воды. Источником тепла служит вода или антифриз системы отопления, циркулирующие через теплообменник.
	Циркуляционный насос обеспечивает принудительную циркуляцию теплоносителя через отопительный контур. Основные характеристики насоса — создаваемый им напор и производительность. Потребляемая мощность современных насосов составляет 50-200 ватт и может регулироваться, что позволяет уменьшать и увеличивать скорость движения теплоносителя.
	Гидрострелка — емкость с патрубками для подключения нескольких отопительных контуров, объединяющая трубопроводы подачи и обратки. Гидрострелка позволяет подключить контуры с разной температурой и скоростью циркуляции, снизив до минимума их взаимное влияние.
	Фильтр грубой очистки — отстойник с фильтрующей сеткой для очистки воды от крупных загрязнений (прежде всего — песка и окалины). Фильтр защищает от засорения тонкие трубки теплообменника газового котла.
	Двух- и трехпроходные термостатические смесители обеспечивают рециркуляцию теплоносителя, позволяя создать дополнительный контур с более низкой по сравнению с основным контуром температурой. Затвор смесителя управляется термоголовкой — прибором, меняющим положение клапана в зависимости от температуры чувствительного элемента.

Трубы

Какие трубы можно использовать для подключения газового котла к системе отопления и для разводки теплоносителя?

Давайте обратимся к здравому смыслу. Все параметры правильно спроектированной автономной отопительной системы абсолютно стабильны и подконтрольны владельцу:

• Температура в конвекционных (с радиаторами или конвекторами) контурах не превышает 75-80 °С, а теплые полы и вовсе нагреваются до 25-35 °С;

Температура теплоносителя на подаче в автономном отопительном контуре не поднимается выше 80 градусов.

• Давление держится в пределах 1 — 2,5 кгс/см2.

При остановке циркуляционного насоса перегрев и закипание теплоносителя полностью исключены: термостат котла уже через несколько секунд погасит горелку.

Вывод: для подключения котла и разводки отопления можно использовать полимерные и металлополимерные трубы, цена которых в несколько раз ниже дорогостоящих и прочных меди, оцинковки и нержавеющей стали.

Вы хотите более конкретных рекомендаций? Пожалуйста:

• Последовательную разводку радиаторов и подключение котла обычно выполняют металлопластиком на пресс-фитингах или полипропиленом с алюминиевым армированием;

На фото — для подключения котла к розливам отопления использован армированный алюминиевой фольгой полипропилен.

Резьбовые фитинги для металлопластика чувствительны к качеству монтажа и при смещении уплотнительных колец дают течи через несколько циклов нагрева-охлаждения. Полипропилен без армирования или с армированием стекловолокном обладает чрезмерно высоким коэффициентом удлинения: при нагреве на 50 °С на каждый метр трубы к ее длине прибавится 6,5 и 3,1 мм соответственно. Поэтому от их использования на отоплении лучше отказаться.

• Для лучевой разводки или теплого пола применяют тот же металлопластик на пресс-фитингах, трубы PE-X (сшитый полиэтилен) или PE-RT (термомодифицированный полиэтилен).

Водяное внутрипольное отопление. Теплоноситель разведен трубами PE-RT.

Схемы

Электронный розжиг, радиаторы, принудительная циркуляция

Самая простая схема, допускающая монтаж котла… без обвязки.

Каким образом? Все очень просто. У абсолютного большинства котлов с электронным розжигом в заводскую комплектацию входят:

• Насос;

Циркуляционный насос смонтирован прямо в корпусе отопительного котла.

• Расширительный бачок;
• Автоматический воздушник;
• Клапан, настроенный на давление 2,5 кгс/см2.

Предохранительный клапан и дренажная трубка для отвода теплоносителя из корпуса котла в канализацию.

Все элементы обвязки размещены в корпусе, что превращает прибор в полноценную мини-котельную.

По желанию владельца перед котлом могут быть установлены:

1. Фильтр — на входном патрубке;

Фильтр защищает теплообменник от мусора, но увеличивает гидравлическое сопротивление контура, уменьшая скорость циркуляции и создавая дополнительную нагрузку на насос.

2. Шаровые краны — на входе и выходе. Они позволят вам демонтировать теплообменник или весь котел, не сбрасывая отопительный контур полностью.

Котел подключен непосредственно к розливу. Наружные элементы обвязки отсутствуют.

Пьезорозжиг или напольное исполнение, радиаторы, принудительная циркуляция

Котлы с пьезорозжигом и напольные приборы — это не мини-котельные, а всего лишь нагревательные приборы, требующие монтажа внешней обвязки.

Элементы:

• Насос. Его производительность подбирается по формуле Q=0,86R/Dt, где Q — производительность в кубометрах в час, R — тепловая мощность котла или отдельного обслуживаемого насосом контура, Dt — разница температур между подачей и обраткой.

Подсказка: системы конвекционного отопления с газовыми котлами функционируют при Dt=20°С (75-80 на подаче и 55-60 на обратном трубопроводе).

Так, при мощности котла в 36 кВт разумный минимум производительности насоса — 0,86*36/20=1,548 м3/ч.

• Мембранный расширительный бачок;
• Предохранительный клапан;
• Автоматический воздушник;
• Манометр.

Манометр, клапан и воздушник часто объединяются в один узел — группу безопасности котла.

Расположение: группа безопасности ставится на выходе котла, там, где температура и давление максимальны. Насос — перед котлом, в точке с минимальной температурой теплоносителя (ее снижение увеличит ресурс крыльчатки и резиновых уплотнительных прокладок). Расширительный бак — в любой точке контура.

Расширительный бачок можно монтировать не ближе двух диаметров розлива к крыльчатке при его установке перед насосом и не ближе восьми диаметров при монтаже после насоса. Удаление от крыльчатки не позволит возникающим при ее вращении завихрениям создавать постоянные скачки давления, уменьшающие ресурс мембраны бака.

Для защиты от образования конденсата на теплообменнике нередко монтируется параллельный основному малый контур циркуляции. При низкой температуре обратки отопления она разбавляется более горячим теплоносителем, поступающим через смесительный узел из подающего розлива.

Схема обвязки напольного газового котла. Цифрами обозначены: 1 — термостат, 2 — группа безопасности, 3 — радиаторы, 4 — котел, 5 — расширительный бак, 6 — насос, 7 — кран подпитки, 8 — насос малого контура, 9 — обратный клапан, 10 — выносной термодатчик узла смешения.

Пьезорозжиг, естественная циркуляция

Как выглядит обвязка газового котла отопления своими руками в случае открытой системы отопления с естественной циркуляцией?

Такая система полностью энергонезависима и работает при атмосферном давлении.

Элементы: все функции группы безопасности выполняет открытый расширительный бак. Розлив перед теплообменником котла полезно снабдить сбросником для полного слива воды в канализацию или дренажный колодец. Сброс понадобится при длительном отъезде или отключении газа и позволит предотвратить разморозку системы.

В качестве открытого расширительного бачка может использоваться любая металлическая или пластиковая емкость, герметично подключенная к розливу.

Расположение:

• Бачок устанавливается в верхней точке контура;
• Перед ним, сразу после котла розлив поднимается вверх вертикально или под небольшим углом к вертикали. Так называемый разгонный участок позволяет нагретой в теплообменнике воде подняться в верхнюю точку розлива подачи, откуда он самотеком возвращается к котлу;
• Розлив после бачка прокладывается с постоянным уклоном. Уклон обеспечивает движение остывающего теплоносителя самотеком и позволяет пузырям воздуха всплыть к расширительному баку;

Принципиальная схема открытой гравитационной отопительной системы.

• Котел опускается как можно ниже — в приямок, цокольный этаж или подвал. Перепад высоты между его теплообменником и отопительными приборами создает гидравлический напор, приводящий воду в контуре в движение.

Гидравлический напор создается разницей в высоте между теплообменником котла и радиаторами.

Пара тонкостей монтажа гравитационной отопительной системы:

• Внутренний диаметр розлива должен быть не менее 32 мм (для пластиковой или металлопластиковой трубы это соответствует внешнему диаметру 40 мм). Большое сечение компенсирует минимальный гидравлический напор, приводящий в движение теплоноситель;
• Гравитационная система может комплектоваться насосом, не теряя своей энергонезависимости. Насос не разрывает розлив, а врезается параллельно ему; между врезками монтируется обратный клапан (исключительно шариковый, обладающий минимальным гидравлическим сопротивлением) или шаровый кран. При остановке насоса байпас перекрывается, и контур продолжает работать с естественной циркуляцией.

Подключение циркуляционного насоса к гравитационной отопительной системе. Между врезками смонтирован шариковый обратный клапан.

Теплый пол

Он может быть подключен несколькими способами.

Гидрострелка

Гидрострелка является общим элементом двух контуров:

1. В первом теплоноситель циркулирует между ней и теплообменником котла;
2. Второй соединяет гидрострелку с одним или несколькими контурами отопления с разной температурой.

Как это работает?

• С разных выводов вертикальной гидрострелки можно отобрать воду с разной температурой: сверху она будет горячей, внизу — холодной;
• Отбирая воду с верхней пары патрубков, можно подключить конвекционное отопление; нижняя пара задействуется для внутрипольного контура;
• Ниже уровня подключения обратного трубопровода контура, соединяющего гидрострелку с котлом, температура теплоносителя может опуститься заметно ниже температуры обратки.

Гидрострелка позволяет синхронизировать несколько контуров с разными температурами теплоносителя.

Рециркуляция

Параллельно основному контуру радиаторного отопления или малому контуру между котлом и гидрострелкой формируется низкотемпературный контур с байпасом и трехходовым термостатическим клапаном.

Циркуляционный насос заставляет воду непрерывно циркулировать по трубам теплого пола; новые порции горячего теплоносителя отбираются трехходовым смесителем с подачи лишь при охлаждении обратки теплого пола ниже заданной температуры.

Подключение теплого пола к гидрострелке через смесительный узел. Каждый контур снабжен собственным циркуляционным насосом.

Вместо трехходового смесителя может использоваться обычный термостатический клапан с выносным термодатчиком (капиллярным или электрической термопарой). Датчик помещается в карман на обратке теплого пола. Клапан открывается при падении температуры теплоносителя ниже порогового уровня.

Схема системы отопления с радиаторным и внутрипольным отоплением. Контуры синхронизируются через гидрострелку; теплый пол подключен через смесительные узлы с рециркуляцией теплоносителя.

Последовательное подключение с радиаторами

Оно возможно только при использовании конденсационного газового котла: классические котлы не могут работать с обраткой холоднее 55 градусов, поскольку охлаждение теплообменника приводит к выпадению на нем конденсата. Продукты сгорания газа содержат, помимо воды и углекислого газа, агрессивные кислоты, быстро разрушающие стальной или медный теплообменник.

У конденсационного котла иная схема работы: продукта сгорания намеренно конденсируются на отдельном теплообменнике из нержавеющей стали (экономайзере), отдавая дополнительное тепло и увеличивая КПД прибора. Именно поэтому температура обратки в 30-40 °С не просто допустима; она является обязательным условием штатной работы прибора.

В состав отопительной системы входят два последовательно подключенных контура — радиаторного и внутрипольного отопления. Обратка первого из них используется в качестве подачи второго.

Теплый пол использует обратку радиаторного отопления в качестве собственной подачи. За точную регулировку температуры отвечает уже знакомый нам смесительный узел.

Один контур, ГВС

Какой должна быть обвязка настенного газового котла, позволяющая запитать от него систему горячего водоснабжения?

Элементы: кроме группы безопасности, насоса и расширительного бачка, в состав обвязки входит бойлер косвенного нагрева. Теплоноситель из отопительного контура служит источником тепла для нагрева воды.

Схема:

1. Формируются два контура циркуляции теплоносителя — большой (через систему отопления) и малый (через бойлер). Каждый контур снабжен отсекающими кранами и может отключаться независимо от другого;

Бойлер косвенного нагрева подключен в малый контур циркуляции теплоносителя через трехходовой смесительный клапан.

2. Бойлер разрывает розлив подачи. Сразу после его врезки между подачей и обраткой устанавливается байпас с краном на нем. Летом, когда отопление отключено, теплоноситель циркулирует через бойлер косвенного нагрева и далее через байпас.

Два контура, ГВС

Какой должна быть схема обвязки двухконтурного газового котла?

Начнем с азов. Двухконтурный котел снабжен двумя теплообменниками — для отопления и ГВС. Оба теплообменника — проточные и управляются термостатами.

С практической стороны это означает, что теплообменник ГВС начинает греть воду только при ее расходе через кран. Перегрева и неконтролируемого роста давления можно не опасаться; расширительный бак и группа безопасности на ГВС не нужны.

К входному патрубку теплообменника водоснабжения подключается водопровод ХВС, к выходному — подводка горячей воды, разводящая ее по смесителям.

Элементы контура горячей воды:

• Фильтр для грубой очистки воды на входе в теплообменник ГВС;
• Шаровые краны на входе и на выходе теплообменника.

Элементы контура отопления: те же, что используются для одноконтурного котла.

Слева — схема обвязки газового котла отопления с контуром ГВС, справа — внешний вид обвязки.

Установка небольшого расширительного бачка на ГВС практикуется при разводке горячей воды металлическими трубами. Все виды полимерных труб благодаря упругости стенок прекрасно компенсируют небольшое расширение воды при нагреве.

ГВС с рециркуляцией

Как организовать циркуляцию воды в системе ГВС?

Элементы:

• Подводка горячей воды, образующая замкнутый контур;

В многоквартирных домах стояки в системах ГВС с непрерывной циркуляцией объединяются по 2-4 штуки перемычками на верхнем этаже или чердаке. Полотенцесушители устанавливаются в разрыв стояка.

Полотенцесушитель установлен в разрыв стояка ГВС с непрерывной циркуляцией.

• Циркуляционный насос в любой точке подводки.

Особенности:

• В качестве источника горячей воды может использоваться как двухконтурный, так и одноконтурный котел с бойлером косвенного нагрева;

Схема ГВС с рециркуляцией. Источник горячей воды — подключенный к одноконтурному котлу бойлер косвенного нагрева.

• Для снижения теплопотерь подводки ГВС теплоизолируются вспененным полиэтиленом (энергофлексом) или любым другим утеплителем.

Энергофлекс — утеплитель для труб из вспененного полиэтилена.

Заключение

Надеюсь, что мне удалось подсказать читателю решения всех проблем, которые могут возникнуть при монтаже газового котла. Как обычно, видео в этой статье предложит вашему вниманию дополнительные материалы. Жду ваших дополнений и комментариев. Успехов, камрады!