Бак аккумулятор в системе отопления дома
Бак аккумулятор в системе отопления может называться так же буферной емкостью. На сегодняшний день они все чаще начинают использоваться в отопительных системах. Давайте подробнее разберемся что же это такое.
Бак аккумулятор или теплоаккумулятор – это почти центральный элемент в отопительной системе, питающейся от нескольких тепловых источников. Источник тепла не постоянного типа, такой как твердотопливный котел, или солнечная система, нагревает воду в полости бака-аккумулятора, и может удовлетворять умеренные потребности в тепловой энергии обогреваемого пространства. А доля других источников тепловой энергии, у которых более высокие эксплуатационные расходы будет намного меньше.
Электрокотел в многотарифном режиме тоже работает намного более экономно, если он используется в паре с баком аккумулятором, который дает возможность максимально экономить электроэнергию в ночное время.
Отопительные системы в которых есть тепловые насосы тоже часто оснащены баками-аккумуляторами.
Отопительная система, питающаяся от твердотопливного котла при наличии теплоаккумулятора, работает в оптимальном режиме. Теплоноситель поступает из котла в емкость бака аккумулятора максимально разогретым. А уже из заряженного котлом теплового аккумулятора, теплоноситель передается внутрь системы по мере надобности, и не зависит от того, работает ли котел.
Человек, пользующийся тепловым аккумулятором существенно повышает свой комфорт в плане отопления, даже устаревшие отопительные системы, оборудованные буферной емкостью сравнимы с современными по качеству. Загружать топлив, и обслуживать котел можно в любое время. Образуется возможность для полной автоматизации отопительной системы после установки бака аккумулятора. Тепловая энергия из бака будет забираться в том количестве, в котором это необходимо. Бак аккумулятор защитит котел от чрезмерного перегрева. Установка теплоаккумулятора дает возможность для использования материалов из полимеров, а если бак не установлен, то этого делать нельзя.
Что представляет собой обвязка
Если вы совсем новичок в делах отопительных, то нелишним будет сначала узнать, что же вообще имеется в виду под термином «обвязка». Собственно, это и есть вся отопительная система, кроме нагревательного котла. Именно от обвязки зависит то, как именно теплоноситель будет циркулировать до всех мест назначения, насколько качественно у него это будет получаться и т. д.
Для всего этого используется несколько элементов:
трубы. Именно они сегодня нас интересуют, да и вообще это один из главных компонентов конструкции. Их внешний вид вы можете увидеть на фото:
Помимо них, также важны фитинги — соединительные элементы, обеспечивающие возможность прокладки трубопровода по нужному маршруту и подключения труб к различному отопительному оборудованию,
- расширительный бак. Необходим для отвода излишков воздуха и воды из отопительной системы,
- радиаторы отопления. Представляют собой стационарные устройства, устанавливаемые в помещениях и обладающие высоким уровнем теплоотдачи,
- байпасы. Строго говоря, это все те же трубы, но предназначены они не для основной циркуляции, а для дополнительной. Байпас представляет собой обходной маршрут. Если вам по какой-то причине понадобилось, например, отключить один из радиаторов, вы можете перекрыть его с помощью запорного вентиля. Если байпаса при этом не будет, то теплоноситель упрется в эту преграду и не пойдет дальше — таким образом, холодными станут все батареи, расположенные дальше ремонтируемой. А при наличии байпаса такой проблемы не возникнет — теплоноситель просто пойдет в обход и успешно доберется до всех следующих целей.
Сердцем любой отопительной системы является нагревательный котел. Именно он отвечает за достижение теплоносителем необходимой температуры. Все перечисленные элементы подключаются именно к котлу, напрямую или с помощью труб.
Помимо уже упомянутого, в обвязке может участвовать и некоторое другое оборудование:
- кран Маевского. Устанавливается на каждый радиатор и в некоторых других местах. Необходим для быстрого и просто выпуска излишков воздуха из системы, что помогает не допускать образования воздушных пробок, препятствующих току теплоносителя. То есть, по сути, это оборудование является вспомогательным, в дополнение к расширительному баку,
- циркуляционный насос. Все системы отопления делятся на две больших категории. В первой из них циркуляция теплоносителя осуществляется естественным путем. Это происходит за счет разницы в плотности холодной и горячей воды. Обустройство такой системы не отличается сложностью, да и экономически довольно выгодно. Но эффективность невысока. Естественная циркуляция может применяться только в небольших домах, поскольку с контуром большой длины она просто не справится — вода будет доходить до дальних радиаторов, будучи уже остывшей. Ко второй категории относятся системы с принудительной циркуляцией. Движение теплоносителя в данном случае происходит за счет работы специального оборудования — циркуляционного насоса. Это позволяет придавать жидкости необходимую скорость и, соответственно, предотвращает ее остывание посреди маршрута,
- манометры и термостаты. Это оборудование необходимо для отслеживания корректности работы отопительной системы в целом и отдельных ее участков в частности. Термостаты отслеживают температуру теплоносителя, а манометры — уровень давления. Соответственно, при возникновении каких-либо неполадок вы можете своевременно их обнаружить, ориентируясь на показатели приборов.
Схемы обвязки в системах с гидроразделителем
В более сложных системах, включающих в себя несколько контуров ( ветвей) часто используют схемы обвязки твердотопливных котлов с гидравлическим разделителем, в виде цилиндрической емкости, в верхнюю часть которой подается нагретый теплоноситель, а в нижнюю – охлажденная жидкость из системы. Из верхней части гидроразделителя вода подается на гребенку (коллектор) и распределяется между контурами, а из нижней – на приемный патрубок котла. Такие схемы, как правило, используют для закрытых систем с принудительной или комбинированной циркуляцией. Ниже представлены два возможных варианта.
Вариант 1
Рис.3 Схема обвязки котла с гидроразделителем (вариант 1)
На рис.3: 1 — котел; 2 — подающая труба; 3 — блок безопасности; 4 — кран; 5 — воздушный клапан; 6 — гидроразделитель; 7 — обратная труба; 8 — циркуляционный насос; 9 — фильтр; 10,11 — краны для слива и подачи воды; 12 — мембранный бак.
Вариант 2
Рис.4 Схема обвязки с гидроразделителем (вариант 2)
На рис.4 : 1 — котел; 2 — дымовая труба; 3 — нагретая вода; 4 — блок безопасности; 5 — кран; 6 — воздушный клапан; 7 — циркуляционный насос; 8 — трехходовой термовентиль; 9 — гидроразделитель; 10 — «обратка»; 11 — мембранный бак; 12 — подача холодной воды в систему; 13 — сливной кран; 14 — бойлер; 15 — теплый пол.
Подключение к системе отопления
Подготовленную схему напрямую подключаем к системе отопления. С точки зрения безопасности надо помнить о том, что твердотопливный котел в отдельные моменты может давать чрезмерно высокую температуру. В накопительной бочке может содержаться вода температурой 90-100 градусов. Для стандартных домашних радиаторов отопления это слишком много. Можно сильно обжечься при случайном прикосновении. По этой причине требуется добавить в схему еще один смесительный клапан. Он будет подмешивать в контур остывшую воду.
Если в доме устроены теплые полы, существует возможность подключить их в контур радиаторов для подачи обратки. Потребуется установить еще один насос. Подсоединение пойдет на смесительный узел. По причине высокой температуры воду из нагретого теплообменника забирают не напрямую, а через предохранительный смесительный клапан. Эта деталь устанавливается, чтобы при работе с системой и ее проверке не ошпариться горячим паром.
На следующем этапе подключаем линию рециркуляции теплоносителя в системе через специальный насос. Расставляем в контуре обратные клапаны в соответствии со схемой. На этом полный комплект функциональных элементов завершен, перейдем к арматуре.
Перед котлами требуется поставить еще один фильтр. Затем в высших точках системы монтируем дополнительно автоматические воздухоотводчики. Далее обеспечиваем слив и наполнение системы. Для этого расставляем шаровые краны так, чтобы в дальнейшем выполнять техосмотр и ремонт оборудования, не сливая теплоноситель из контура. Краны нужны для:
- расширительного бака;
- котлов;
- насоса.
В том случае, когда на котлах отсутствуют штатные термометры, их устанавливают дополнительно. Также потребуются два контрольных термометра, расположенные на буферной емкости. Они облегчат контроль работы системы и ее наладку.
Схема обвязки ТТ котла с естественной циркуляцией
Перебои с электричеством в нашей стране нередки, причем обычно они случаются в самую плохую погоду. Поэтому во многих селах и деревнях предпочитают делать системы отопления с естественной циркуляцией — гравитационные. Они работают независимо от наличия электроэнергии, так что дом без тепла не останется.
Подключение котла на твердом топливе в гравитационную систему отопления
Приведенная на схеме обвязка твердотопливного котла для гравитационной системы — самый простой из возможных вариантов. В системе обязательно наличие расширительного бака. Он необходим для компенсации теплового расширения: во время нагрева объем теплоносителя увеличивается, и он вытесняется в расширительный бак. В системах с естественной циркуляцией расширительный бак ставят открытого типа. Это обычная емкость, в которой находится некоторое количество теплоносителя (около половины объема или меньше). Чтобы теплоноситель меньше испарялся, на бак ставят крышку. А чтобы одновременно еще и отводить воздух из системы, поднимают его в самую высокую точку системы.
Принцип работы системы отопления с естественной циркуляцией
В системах этого типа теплоноситель движется благодаря уклону труб. Для обеспечения циркуляции котел должен находиться в самой нижней точке, все отопительные приборы — выше него. Кроме этого, приходится использовать трубы большого сечения — чтобы снизить сопротивление при движении теплоносителя.
От котла труба поднимается вверх, затем, постепенно понижаясь, труба подачи обходит все отопительные приборы. Обратка подключается с обратным уклоном — к котлу. Работает схема так: нагретый теплоноситель за счет высокой температуры поднимается вверх по вертикальной трубе, с небольшим уклоном идет подача (немного выше уровня радиаторов). Эта часть называется разгонная петля. Далее по наклонной трубе подачи, за счет силы гравитации и набранной скорости, обходит все отопительные приборы.
Основной принцип работы естественной циркуляции — перепад высот и разница температур
Проходя по трубам и радиаторам теплоноситель остывает. Остывший теплоноситель имеет большую массу, чем горячий. Более холодный теплоноситель стремится вниз, создавая давление. За счет этого и происходит циркуляция — нагретый теплоноситель стремится вверх, холодный — вниз. Но система работает только при правильно подобранном диаметре труб и их уклоне.
Что еще необходимо
В приведенной выше схеме есть масса недостатков:
Нет предохранительного клапана — это устройство ставят на выходе котла. С его помощью происходит сброс лишнего теплоносителя при его закипании. Если этот клапан не установить, возможен разрыв труб, радиаторов, теплообменника, расширительного бака (если он закрытого типа).
- Нет воздухоотводчика. Если система открытого типа (расширительный бак в этом случае просто емкость с крышкой), воздух может выходить через расширительный бак. Но при разветвленной системе необходимы дополнительные устройства для отведения воздуха на радиаторах.
Указанные два устройства обязательны, но еще желателен манометр и термометр. Они нужны для контроля за системой. Термометров желательно иметь два — на выходе и на входе котла. Чтобы можно было оценить эффективность работы системы, подстроить и отрегулировать теплоотдачу радиаторов.
Недостатки
Основное достоинство гравитационной схемы обвязки твердотопливного котла — независимость от наличия электроэнергии. Недостатков намного больше:
Невысокая эффективность и невозможность регулировки. Скорость движения теплоносителя в таких системах невысокая. Поэтому добиться высокой эффективности не получается. Регулировать ее тоже нет возможности. Так что подстроиться под погодные условия невозможно.
- Каждый раз когда система разогревается ( утром, например), температура теплоносителя в обратке очень низкая. Из-за этого образуется конденсат, разъедающий теплообменник. И бороться с этим нет возможности.
- Неэстетичность исполнения. Для обеспечения циркуляции трубы подачи должны располагаться выше радиаторов. Обвязка твердотопливного котла в гравитационной системе делается трубой 32 мм или более. Иногда подачу тянут над ними — на уровне метра (или чуть выше) от пола, иногда — пускают под потолком. А трубы имеют немалый диаметр, так что вид тот еще.
Все эти недостатки приводят к тому, что системы отопления с естественной циркуляцией делают все реже. Люди предпочитают сделать резервированное электропитание (поставить аккумуляторные батареи или/и генератор) и иметь более удобную и регулируемую систему отопления.
Нюансы обвязки
Несмотря на то, что обвязка подбирается индивидуально, есть несколько общих положений, которых нужно придерживаться:
- Котел для схем с естественной циркуляцией отопления устанавливают ниже уровня радиаторов.
- Основание для установки напольных агрегатов должно быть из негорючих материалов.
- Помещения котельных оснащаются вентиляцией и освещением.
- Обвязку котлоагрегата выполняют с включением коаксиального дымохода.
- После сборки и установки агрегата и дымовентиляционных систем устанавливают группу безопасности: контрольный манометр, клапан для сброса давления и далее воздухоотводчик.
- Расширительный бак устанавливают между гидрострелкой и котлоагрегатом.
Подключение настенного котла
Этот тип котлоагрегата позволяет выполнить установку на стене в кухне. Конструкционно он выполнен таким образом, что необходимая обвязка уже осуществлена заводом-изготовителем, а элементы ее поставляется в комплекте. В зависимости от разновидности агрегата, они могут быть одно или двухконтурные, поэтому число труб для обвязки может отличаться.
Обвязка настенного газового котла
Алгоритм обвязки двухконтурного газового котла:
- Удаляют заглушки с патрубков.
- Устанавливают сетчатый фильтр на обратке, для удаления грязи и взвешенных веществ.
- Устанавливают фильтр очистки воды от солей жесткости, его можно установить на общем вводе водопроводной воды.
- При обвязке настенного газового котла устанавливают запорно-регулирующую арматуру с разъемными соединениями, например, «американки».
- Патрубки холодной воды, располагаются с левой стороны относительно центра котла, а горячей – с правой.
- Выполняют подключение котла к газовой магистрали с привлечением аттестованного специалиста, окончательный допуск котла будет выдаваться представителем горгаза, после пробного пуска котельного оборудования.
- При обвязке двухконтурного газового котла уплотнения резьбовых газовых соединений выполняют только паклей.
- Устанавливают специальный фильтр на кране-отсекателе газа.
- Котел подключают к газовой магистрали гофрированным шлангом и накидной гайки с паранитовой прокладкой.
Подключение напольного газового котла
Эта схема требует отдельного помещения для размещения котла, поскольку напольные модели крупногабаритные и зачастую имеют открытую конструкцию топки, работающую с естественной циркуляцией по газовоздушному тракту. Также в схему включают насос для циркуляции теплоносителя, особенно для обвязки двухконтурного газового котла и для многопланового уровня отопления: этажность, разные виды отопления – радиаторная и «теплый пол».
Схема для двухконтурного нагрева (отопление и ГВС) состоит из 5 труб: 1- газ, 4- водяной теплоноситель. Первая подключается к горелочному устройству шаровым краном.
Схема подключения водяного теплоносителя при обвязке напольного газового котла:
- Вход бойлера отопления;
- выход бойлера отопления;
- вход теплообменника ГВС;
- выход теплообменника ГВС.
Распределение потоков воды автоматическое, выполняется трехходовым краном, гидравлической стрелкой либо балансировочными кранами.
Для обвязки напольного газового котла с разветвленными сетями отопления, и большой протяженности, рекомендуется обвязывать 2 коллектора, с автономным насосом, например, один для низкотемпературного теплоносителя до 50 С системы «теплый пол», а другой до 90 С для обычных радиаторов.
Для снижения температуры коллектор может укомплектовываться смесителем или трехходовым краном с сервоприводом, установленным между подачей и обраткой на гребенке. Датчики позволяют устанавливать различную температуру в контурах.
Таким образом, для того чтобы правильно обвязать котел потребуется не только опыт монтажных работ, но и четкое выполнение государственных правил эксплуатации и требований завода-изготовителя.
Типовые схемы обвязки
Для правильной обвязки отопления необходимо разработать индивидуальный проект, поскольку каждое жилое помещение и котельная индивидуальны, хотя имеют ряд схожих черт. Такие проекты основываются на типовых схемах, отражающих общие для всех, принципиальные позиции монтажа систем в различных условиях.
Система открытого типа с естественной циркуляцией
Такая схема, по-другому гравитационная, является наиболее распространенной. Имеет свои преимущества и недостатки.
Положительные стороны:
- Эффективная работа.
- Простота монтажа.
- Относительно низкая стоимость.
- Высокая безопасность.
- Автономность.
Так как вода при нагревании имеет свойство расширяться, при гравитационной схеме обязательна установка расширительного бака, собирающего излишки теплоносителя.
Отрицательные стороны:
- Сложность в управлении.
- Необходимость в постоянном контроле системы.
- Повышенный расход топлива.
В открытой системе ввод обратки в котел должен быть ниже радиаторов минимум на 0,5 метра.
Закрытая система с естественным движением теплоносителя
В отличие от открытой, здесь необходимо установить мембранный бак на обратном трубопроводе. Для эффективного функционирования его размер должен превышать на 10 % объем теплоносителя в целом по системе.
Для возможности сброса излишнего давления из трубопроводов (более 2 атм.) следует установить предохранительный клапан, подключив его к канализации.
Система с принудительной циркуляцией
Система с принудительной циркуляцией отличается тем, что имеет в своем составе насос. Это обеспечивает равномерность температуры на всех участках. Кроме того, применение циркуляционного оборудования позволяет минимизировать уклоны трубопроводов.
Для сохранения работоспособности отопления в случаях посадки напряжения или поломки насосов необходимо предусматривать обводные линии в обход оборудования. Циркуляционный насос устанавливается на обратке из соображений безопасности, а также повышения степени надежности и долговечности работы.
Схема с буферной емкостью
Схема обвязки твердотопливного котла отопления с теплоаккумулятором применяется для поддержания постоянной температуры в системе (ТТК плохо управляются, требуя неустанного контроля за количеством топлива и тягой) и во избежание закипания рабочей жидкости.
Теплоаккумулятор представляет собой герметично выполненный бак, установленный между котлом и потребителем. Принцип работы устройства заключается в том, чтобы аккумулировать избыток тепла в собственном объеме, отдавая его в систему при необходимости.
Температура теплоносителя регулируется посредством узла смешения, представляющего собой трехходовой клапан с датчиком температуры.
Обвязка с трехходовым клапаном
Для дополнительной защиты отопительного котла от перегрева предусматривается контур для аварийной подачи холодной воды в теплообменник либо в установленный внутри оборудования специальный змеевик.
Работа данного узла осуществляется благодаря оборудованию трехходовым вентилем и датчиком температуры внутри теплообменного аппарата. Сброс нагретой воды происходит в канализацию.
С установкой бойлера косвенного нагрева
Обвязка твердотопливного котла с бойлером косвенного нагрева подходит для любой схемы подключения. Бойлер служит для нагрева холодной воды в целях горячего водоснабжения.
Подключение водонагревателя к системе происходит параллельно со всеми приборами, использующими горячую воду
Здесь важно помнить, что для увеличения эффективности его работы, следует предусмотреть трехходовой кран, перекрывающий отвод воды из агрегата, если та еще не нагрелась
Коллекторная схема
Коллекторы служат для одновременного параллельного подключения нескольких веток отопления. Например, при подсоединении к одному агрегату теплого пола, радиаторов отопления на нескольких этажах (для каждого отдельная ветка) и т. д.
Несмотря на очевидное усложнение, использование коллекторов (гребенок) открывает широкие возможности для регулировки системы, повышения эффективности и надежности.
Контур из полипропилена для разных котлов
Большинство производителей водонагревателей первый метр трубопровода от него рекомендуют делать из металла. Особенно это касается твердотопливных устройств с более высокой температурой воды на выходе. Полипропилен при обвязке следует подсоединять уже к этому отводу, иначе при сбоях в котле он получит тепловой удар и может лопнуть.
Вариант #1: Газовый водонагреватель
Обвязку полипропиленом газового котла рекомендуется выполнять с использованием гидрострелки и коллектора. Зачастую модели на газу уже оборудованы встроенными насосами для подкачки воды. Практически все они изначально предназначены для принудительных систем.
Самой надежной в плане безопасности будет схема с циркуляционным оборудованием на каждый контур за коллектором.
В этом случае встроенный насос будет нагнетать давление на небольшом участке трубопровода от котла до распределителя, а дальше будут задействованы дополнительные помпы. Именно на них будет ложиться основная нагрузка по перекачке теплоносителя.
Обвязывать полипропиленом газовый котел можно без длинных металлических патрубков, вода в таком нагревателе редко когда нагревается до 75–80 градусов
Если газовый котел имеет чугунный теплообменник, то при его обвязке в систему следует установить дополнительный теплоаккумулятор. Он сгладит резкие перепады температуры воды, которые оказывают негативное воздействие на чугун. При скачкообразном нагреве или охлаждении теплоносителя он может даже лопнуть.
При обвязке двухконтурного аппарата с параллельным нагревом воды для ГВС дополнительно на этот отвод придется устанавливать фильтры тонкой и грубой очистки. Их же стоит смонтировать на входе в водонагреватель, куда подается холодная вода.
Вариант #2: Твердотопливная модель
Основная особенность котла на твердом топливе – это его инертность при прекращении подачи горючего. Пока все находящееся в топке не прогорит полностью, он будет продолжать нагревать теплоноситель. А это может пагубно сказаться на полипропилене.
При обвязке твердотопливного котла сразу к нему следует подсоединять исключительно металлические трубы, а только через метр-полтора можно врезать полипропиленовые. Вдобавок к этому, надо предусмотреть резервный подвод холодной воды для аварийного охлаждения теплообменника, а также ее отвод в канализацию.
Отрезок трубопровода от твердотопливного котла до коллектора следует делать из металла, а уже дальше можно выполнять обвязку полипропиленом – только это защитить пластиковые трубы от перегрева
Если система выстроена на принудительной циркуляции, то в нее обязательно надо будет установить источник бесперебойного питания для насоса. Вода должна постоянно отводить тепло от топки, где горит твердое топливо, даже при перебоях с электроснабжением.
В дополнение к нему можно сделать малый гравитационный контур либо все батареи оборудовать байпасами для отключения отдельных участков системы. При авариях это позволит ремонтировать поврежденный отрезок при работающем отоплении.
Твердотопливный котел должен быть укрыт защитным кожухом, который ограничивает распространение тепла от стенок топки в котельную. Но даже при его наличии коллектор и пластиковые трубы следует удалить подальше от печки.
Вариант #3: Нагреватели на жидком топливе и электричестве
Котел на отработке или дизеле обвязывается полипропиленом по идентичной с твердотопливным аналогом схеме. Полимер нужно удалить от него на максимально возможное расстояние.
При обвязке электрического котла PPR можно не беспокоиться о порывах труб, в нем стоит защитная автоматика, не дающая воде дойти до кипения
Нагрев теплоносителя в водонагревателе на электричестве до критических для полипропилена температур практически исключен. При пропадании напряжения он просто перестает работать. От гидравлических ударов трубы в этом случае защищены гидроаккумулятором и клапанами для сброса избыточного давления.
Гравитационная открытая система
Открытая гравитационная система отопления.
Элементы
В гравитационной открытой системе обвязка пеллетного котла отопления или другого твердотопливного источника тепла включает:
- Разгонный коллектор. В сущности, это всего лишь короткий вертикальный участок розлива сразу после котла;
- Открытый расширительный бак. Как правило, его объем берется примерно равным 10% объема теплоносителя в контуре.
Кроме того, на входе и на выходе из котла ставятся отсекающие краны. Они позволяют отключить теплообменник для ремонта или обслуживания, не сбрасывая весь объем теплоносителя.
Отсекающие краны на входе и выходе электрокотла.
Схема
Она предельно проста: расширительный бачок монтируется в верхней точке розлива после разгонного коллектора. Опционально он снабжается краном для заполнения контура водой. В нижней точке системы устанавливается кран для полного слива теплоносителя: он будет полезен, если в холода дом остается без отопления.
Котел устанавливается в нижней точке контура (обычно в подвале или приямке). Перепад высоты между его теплообменником и радиаторами, собственно, и обеспечивает стабильную циркуляцию: благодаря этому перепаду остывшая вода продолжает движение самотеком.
Гидравлический напор в системе равен высоте Н.
