Монтаж твердотопливного котла своими руками: важные аспекты и советы

↑ Элементы отопительной конструкции

Чаще всего дома в частном секторе обогреваются с помощью водяного отопления. Выбор на этот вид отопления падает из-за универсальности. Теплоноситель поставляет тепло во все комнаты здания. А сам теплоноситель нагревается одним из возможных энергоносителей. Водяные котлы позволяют организовывать комбинированную подачу тепла с применением двух либо трёх разновидностей:

• трубопроводной сети, которая включает арматурные изделия и приборы;
• теплоносителя;
• приборов отопления: контурные элементы «тёплого пола», обвязка дома трубами или радиаторы.

Чтобы регулировать теплоноситель, выполнять обслуживание отопительной сети, используется запорно-регулирующая арматура и дополнительные элементы.

Дополнительно присутствуют такие элементы:

• расширительная ёмкость;
• насос для циркуляции воды;
• гидравлический разделитель;
• буферный бак;
• коллектор-распределитель;
• бойлер прямого нагрева;
• средства и приборы-автоматы.

Важно! Обязательный элемент водяного отопления – расширительный бак. По мере необходимости можно установить и другое оборудование

Из физики нам известно, что, нагреваясь, вода расширяется. Когда пространство замкнуто, то полученному дополнительному объёму жидкости деться некуда. Чтобы соединения в сети от превышенного давления не разорвались, и нужен расширительный бак. Ёмкость, принимающая излишки воды, выпускается мембранного типа.

Чтобы теплоноситель принудительно циркулировал, монтируют в сеть насос. Если установлено два и больше контуров, то применяют столько же перекачивающих приборов.

Буферный бак работает и как тепловой аккумулятор, и как гидравлический разделитель. Если обустраивается отопление в коттедже либо в здании на 2-3 этажа, то контур циркуляции отделяется от остальных элементов.

Распределительные коллекторы монтируются в отопительных сетях с тёплыми полами. Они применимы и тогда, когда используется подключение радиаторов по лучевой схеме.

Ёмкость со змеевиком (бойлер) – в нём от теплоносителя нагревается вода для потребностей ГВС. Чтобы контролировать температуру и напор в сети, устанавливают манометры и термометры. В качестве приборов автоматизации выступают датчики, регуляторы температуры, контроллеры.

Подбор оптимальной схемы отопления

Для обогрева жилища чаще всего используются следующие схемы, как установить котел отопления в частном доме:

• Однотрубные. Один коллектор обеспечивает все радиаторы. Он играет роль и подачи, и обратки, так как прокладывается замкнутым контуром рядом со всеми батареями.
• Двухтрубная. В этом случае применяется отдельная обратка и подача.

Чтобы выбрать наиболее оптимальную схему установки котла отопления в частном доме, рекомендуется проконсультироваться со специалистом. Однако в любом случае, двухтрубная система является более прогрессивным решением вопроса какая схема отопления лучше для частного дома. Хотя на первый взгляд может показаться, что однотрубная система позволяет сэкономить на материале, однако практика показывает, что такие системы и дороже, и сложнее.

Важно понимать, что внутри однотрубной системы остывание воды происходит намного быстрее: в результате более дальние радиаторы приходится оснащать большим числом секций. Также у раздающего коллектора должен быть достаточный диаметр, превосходящий линии двухтрубной разводки

Кроме того, в данной схеме существует серьезное затруднение при организации автоматического управления из-за влияния радиаторов друг на друга.

Небольшие строения типа дач, где число радиаторов не превышает 5, можно без опасения оснащать однотрубной горизонтальной схемой системы отопления частного дома своими руками (ее еще называют «ленинградкой»). Если число батарей увеличить, будут наблюдаться сбои в ее функционировании. Еще одно применение подобной развязки – однотрубные вертикальные стояки в двухэтажных коттеджах. Подобные схемы встречаются довольно часто и работают без сбоев.

Двухтрубная развязка обеспечивает доставку на все батареи теплоносителя одинаковой температуры. Это позволяет отказаться от наращивания секций. Наличие подающей и обратной трубы создает оптимальные условия для внедрения автоматического управления радиаторами, для чего используются термостатические вентили. В этом случае можно брать трубы меньшего диаметра и более простые схемы.

Какие бывают схемы отопления частного дома двухтрубного типа:

• Тупиковыми. В этом случае трубопровод состоит из отдельных ветвей, внутри которых используется встречное движение теплоносителя.
• Попутными двухтрубными. Здесь обратка выполняет роль продолжения подачи, что обеспечивает кольцевое движение теплоносителя внутри схемы.
• Лучевыми. Наиболее дорогостоящие схемы, где каждый радиатор имеет отдельно проложенную скрытым способом (в полу) линию от коллектора.

Если при укладке горизонтальных магистралей большого диаметра использовать уклон 3-5 мм/м, то будет достигнут гравитационный способ работы системы, и циркуляционные насосы можно не применять. Благодаря этому достигается полная энергетическая независимость системы. Этот принцип можно применять как однотрубных, так и двухтрубных схемах: главное – создать условия для самотечной циркуляции теплоносителя.

В открытых отопительных системах потребуется наличие в самой верхней точке расширительного бака: такой подход является обязательным при обустройстве самотечных контуров. Однако обратная труба рядом с котлом может быть оснащена мембранным расширителем, что позволит сделать систему закрытой, работающей в условиях избыточного давления. Такой подход считается более современным, и чаще всего используется в системах принудительного типа.

Особого упоминания при исследовании, какую схему отопления выбрать для частного дома, заслуживают теплые полы. Стоит такая система довольно дорого, так как требует укладки в стяжку нескольких сотен метров трубопровода: это позволяет обеспечить каждую комнату отдельным нагревающим водяным контуром. Трубы коммутируются на распределительном коллекторе, который имеет смесительный узел и собственный циркуляционный насос. В результате помещения прогреваются очень равномерно и экономично, в комфортной для людей форме. Подобный тип отопления может применяться в различных жилых помещениях.

Требования к помещению для установки газового котла

Исчерпывающая информация по правильной подготовке помещения содержится в одном из вышеперечисленных документов. В том числе, там имеются предписания по габаритам котельной, обустройству входной двери, высоте потолочного перекрытия и прочим важным параметрам (ключевые требования см. ниже).

Сразу же стоит отметить, что если максимальная тепловая мощность газового котла более 30 кВт, то под его установку обязательно необходимо выделять отдельное помещение. Модели с меньшей производительностью и с соответствующим расположением вывода под дымоход могут устанавливаться, например, в кухонном помещении. Категорически запрещается монтаж газового котла в ванной.

Нельзя его устанавливать и в санузле, а также в комнатах, которые считаются по назначению жилыми. В качестве альтернативы допускается обустройство котельной в отдельной постройке. При этом, учитываются свои нормы, о которых есть информация ниже.

Котельную в частном доме можно оборудовать на уровне цокольного этажа, на чердаке (не рекомендуется) или просто в специально обустроенной под эти задачи комнате.

В соответствии с правилами установки газового котла в частном доме она должна быть оборудована с учетом следующих критериев:

• Площадь не менее 4 м2.
• Одно помещение рассчитывается не более, чем на две единицы отопительного оборудования.
• Свободный объем берется от 15 м3. Для моделей с небольшой производительностью (до 30 кВт) эту цифру можно уменьшить на 2 м2.
• От пола до потолочного перекрытия должно быть 2,2 м (не меньше).
• Котел устанавливается так, чтобы расстояние от него до входной двери было не менее 1 м; рекомендуется обустраивать агрегат возле стены, которая расположена напротив дверного проема.
• С фронтальной стороны котла нужно оставлять, как минимум, 1,3 м свободного расстояния для настройки, диагностики и ремонта агрегата.
• Ширина входной двери берется в районе 0,8 м; желательно, чтобы открывалась она наружу.
• В помещении предусматривается окно с открывающейся наружу форточкой для экстренного проветривания помещения; его площадь должна быть не менее, чем 0,5 м2;
• Отделку поверхностей нельзя выполнять из склонных к перегреву или возгоранию материалов.
• В котельную вводится отдельная линия электропитания для подключения освещения, насоса и котла (если он энергозависим) со своим автоматическим выключателем и, по возможности, с УЗО.

Особое внимание следует обратить на обустройство пола. Он должен иметь прочное основание в виде черновой стяжки с армированием, а также финишное покрытие из абсолютно негорючих материалов (керамика, камень, бетон). Чтобы котел было проще выставить, полы делаются строго по уровню

Чтобы котел было проще выставить, полы делаются строго по уровню.

На кривой поверхности установка котла может быть затруднена или невозможна недостаточным вылетом регулируемых ножек. Подкладывать под них сторонние предметы, чтобы выровнять агрегат, запрещено. Если котел установить неровно, то он может работать неправильно, с повышенной шумностью и вибрациями.

Для наполнения водяной системы отопления и ее подпитки в процессе эксплуатации в котельную необходимо ввести водопровод с холодной водой. Для слива системы на период обслуживания или ремонта оборудования в помещении обустраивается канализационная точка.

К дымоходу и обеспечению воздухообмена в котельной частного дома предъявляются особые требования, потому этот вопрос рассмотрен отдельным подпунктом ниже.

Если помещение под установку газового котла оборудуется в отдельной от частного дома постройке, то к нему предъявляются такие требования:

• свой фундамент;
• бетонированное основание;
• наличие принудительной вентиляции;
• двери обязательно должны открываться наружу;
• размеры котельной рассчитываются по вышеуказанным нормам;
• в одной и той же котельной разрешается установка не более двух газовых котлов;
• наличие правильно обустроенного дымохода;
• к нему должен быть обеспечен свободный доступ для прочистки и других операций;
• для питания штучного освещения и отопительного оборудования предусматривается отдельный ввод с автоматом соответствующей мощности;
• подача воды должна быть организована так, чтобы в холодное время года магистраль не замерзла.

Мини-котельная смонтированная возле дома.

Полы, стены и потолки отдельно оборудованной котельной также должны быть выполнены и отделаны материалами, соответствующие классу негорючих и термостойких.

Открытая система с естественной циркуляцией

Эта схема монтажа считается самой безопасной для твердотопливного котла: даже при резком повышении давления и температуры авария маловероятна. Отличия открытой системы от прочих:

• в контуре используется открытый расширительный бак (его устанавливают в самой высокой точке трубопровода);
• отсутствует циркуляционный насос. Вода движется по трубам в силу естественной гравитации. Для такой конструкции выбирают трубы большего сечения и устанавливают их под небольшим углом, чтобы вода перемещалась самотеком.

Достоинства открытых систем:

• поскольку нет насоса, отопление не зависит от электросети. В загородных условиях проблемы с электросетями – дело обычное: перебои из-за обрыва проводов, скачки напряжения;
• оборудование для обвязки обойдется в меньшую сумму (нет насоса, открытый бак дешевле мембранного).

Минусы:

• монтаж технически сложнее – нужно соблюдать необходимый уклон труб, устанавливать элементы обвязки на определенной высоте;
• неизбежно попадание в систему кислорода, который приводит к коррозии труб и металлических фитингов;
• по той же причине неизбежно завоздушивание контура;
• теплоноситель частично испаряется, приходится его восполнять;
• даже при большом диаметре труб естественная циркуляция медленнее принудительной. Необходимо оснащать регулировочными кранами все отопительные приборы, свести к минимуму количество запорной арматуры, но и в этом случае прогрев контура будет неравномерным.

Инструкция по изготовлению

Когда есть всё необходимое (материал и инструмент), остается лишь собрать котел в такой последовательности:

• Берем 2 бочки с разным диаметром, толщиной стенок не менее 4 мм;
• Болгаркой вырезаем отверстия под зольник и водяной контейнер;
• Устанавливаем один цилиндр меньшего диаметра во внутрь другого;
• Привариваем крышку над ними, зольник, топку;
• Закрываем дверцу;
• Привариваем водопроводные трубы, патрубок для обратного клапана (сброса давления);
• Внутри печи монтируем решетку;
• Делаем отверстие под дымоход;
• Устанавливаем трубу;
• Проверяем герметичность.

Когда  в котле отсутствуют течи, он подсоединяется к системе отопления и водопроводной сети.

После установки котла своими руками в систему отопления нужно проверить корректность его работы. Правильно собранное устройство будет нагревать теплоноситель (воду или масло) в процессе сжигания топлива. Если он плохо это делает, то следует проверить наличие воздушных пробок в сети отопления, понизить давления паров за счет их сброса.

В любом случае нужно понимать принцип работы такого рода котла, чтобы не было эксцессов и проблем в процессе его эксплуатации.

Схема подключения котла на твердом топливе

В зависимости от схемы подключения используют разную обвязку твердотопливного котла. Данная разновидность нагревательного оборудования бывает одно- и двухконтурной. Одноконтурные котлы предназначены для подогрева теплоносителя в отопительной системе, а двухконтурные приборы не только отвечают за отопление дома, но и обеспечивают нужды горячего водоснабжения.

Поскольку системы отопления бывают с принудительной и естественной циркуляцией, отличается стоимость обвязки котла отопления. Дороже обойдется устройство принудительной системы, потому что в контур подключают группу безопасности и циркуляционный насос.

Монтаж твердотопливного агрегата

Установка нагревательного оборудования, которое работает на твердом топливе, выполняется так:

• Для начала устраивается прочное основание под котел. Оно должно быть высотой 10-20 см с покрытием из листовой стали толщиной 0,6 мм.
• Обязательно оборудуют дымоход, который отвечает всем требованиям безопасности. Соединения отдельных элементов делают герметичными. Устраивают специальные технологические отверстия для сборки конденсата и прочищения трубопровода.
• Готовят котельную. Агрегат монтируют так, чтобы дверца топочной камеры была удалена от противоположной стены на 100 см. Сам котел ставят от стен на расстоянии 50 см. Отверстия вентканалов располагают от потолка на расстоянии минимум 40 см, а до пола они не должны доходить минимум на 50 см.
• В котельную прокладывают трубы отопительной системы для подключения к агрегату.
• Если используется естественная циркуляция теплового носителя, то монтируется расширительный бак. При принудительной циркуляции кроме расширительной емкости устанавливается циркуляционный насос.
• Для поддержания в закрытой магистрали определенного давления и температуры теплоносителя ставят группу безопасности. Это касается только контуров с принудительным током жидкости и закрытым расширительным баком.

Когда все оборудование подключено, выполняется пробный запуск сети и настройка ее работы.

Подключение твердотопливного котла к системе отопления

Правильный монтаж котла это не всё, что потребуется

Имеет важное значение подключение остальных элементов системы отопления. На подаче устанавливается защитная группа, а затем тройник, ведущий в байпас

Датчик переключается при температуре на обрате 55˚С. Это необходимо для того, чтобы избежать появление конденсата.
Подключить твердотопливный котёл к системе отопления с естественной циркуляцией достаточно просто. Подача и обратный трубопровод подключаются к соответствующим выходам котла.

Схема подключения. Источник фото: sxtmns2.appspot.com

Также нужно установить защитную группу: клапан сброса, воздухоотводчик, манометр. Такие системы предусматривают наличие расширительного бака. Трубопроводы монтируются с уклоном для хорошего самотёка. Этот вид системы отопления позволяет быть независимым от электроснабжения, но в случае отсутствия энергозависимых систем автоматики.
Системы с принудительной циркуляцией характеризуются наличием байпаса и трёхходового клапана. Это помогает избежать образование конденсата в топке или трещин чугунных секций при попадании воды низкой температуры.

Вышеупомянутые устройства обеспечивают подмес горячей воды в обратный трубопровод, чтобы обеспечить необходимую температуру на входе котла. В таких системах часто используются резервуары для подготовки горячей воды, такие как бойлеры косвенного нагрева.

В них расположен змеевик, по которому протекает нагретая котлом вода. В системе контуры водонагревателя и отопления располагаются параллельно. Это делается для того, чтобы обеспечить нагрев воды для ГВС при помощи теплоносителя с максимальной температурой.
В случае когда нет возможности регулирования интенсивности выработки тепла используется буферная ёмкость, которую часто называют теплоаккумулятором. Его подключают к котлу для того, чтобы в пиковые режимы работы избыточное тепло направлялось на подогрев воды, а затем накопленная энергия расходовалась в целях горячего водоснабжения или отопления.

Закрытая система отопления

Котёл должен иметь соответствующие прочностные характеристики и пройти необходимые испытания. Считается, что единственный способ – это использование двух контуров. Один должен быть открытым, в котором будет присутствовать расширительный бак, а второй, включающий радиаторное отопление и мембранный бак, уже будет закрытым.

В таком случае на подающем трубопроводе обязательно наличие устройств, предохраняющих котёл от воды с температурой выше 100°С

Также важно наличие автоматики, регулирующей интенсивность горения топлива, путём ограничения подачи воздуха

Открытая

Этот вид систем наиболее характерен для твердотопливного оборудования. Это обусловлено высокой безопасностью, так как при резком увеличении температуры расширительный бак устраняет избыточную воду и давление и контуры продолжают дальше работать.

К достоинствам открытой системы отопления можно отнести:

• энергонезависимость;
• экономичность. Не требуется дополнительное оборудование для обеспечения циркуляции.

Недостатком выступает особенность монтажа:

• трубы должны иметь уклон, а элементы обвязки котла должны располагаться на определённом уровне;
• система открыта для доступа воздуха, что влечёт за собой коррозию;
• теплоноситель испаряется и поэтому потребуется его восполнение;
• меньшая эффективность отопления за счёт медленной естественной циркуляции.

Схема подключения двух котлов с ручным управлением

Здесь ничего не требуется, кроме запорной арматуры. Переключение между котлами осуществляется ручным открытием/закрытием двух кранов, расположенных на теплоносителе. А не четырех, чтоб полностью отсечь неработающий котел от системы. В обоих котлах чаще всего есть встроенные расширительные баки и выгоднее использовать их оба одновременно, потому что объем системы отопления очень часто превышает возможности одного расширительно бака, взятого в отдельности. Во избежание бесполезного монтажа дополнительного (внешнего) расширительного бака, не нужно отсекать котлы от системы полностью. Необходимо перекрыть их по движению теплоносителя и оставить одновременно включенными в расширительную систему.

Схемы подключения твердотопливного котла

Расширительный бак.

Базовая схема обвязки твердотопливного котла

Возможно также использование медных труб, толщина стенок которых не меньше 1 мм, внутри помещений. Оба котла оснащаются отключающими термостатами, чтобы они могли работать, замещая друг друга. Теперь при работе агрегата на полную мощность происходит почти полное сгорание топлива, а накопленное тепло собирается в буферной емкости.

В том случае, когда отопительный агрегат — единственный в доме источник тепла, то для его присоединения рекомендуется использовать следующую базовую схему: Примечание. Модулируемое управление Многоступенчатый контроллер для системы простого каскада с помощью пропорционально-интегрально-дифференциального регулирования ПИД постоянно измеряет температуру подающегося в систему теплоносителя, сравнивает ее с расчетным значением и определяет, какую горелку следует включить, а какую выключить. Они имеют два контура и способны не только обогревать помещение, но и снабжать жильцов горячей водой, не подключая при этом дополнительных газовых водонагревательных горелок. Чтобы котёл мог одновременно нагревать воду в контуре отопления, системе ГВС и в буферной емкости, его мощность должна вдвое превышать расчетную. Отопительный контур. Отопление: ТТ котел «Тополь-М» + электрический котел «Proterm».

Зачем нужен теплоаккумулятор

Теплоаккумулятор представляет собой бак, который подключается к котлу и водяному контуру. Корпус его надёжно укрыт теплоизолятором и позволяет аккумулировать тёплую воду для контура, а затем обогревать помещение около суток при отключенном котле.

Как действует теплоаккумулятор:

1. Отопительный агрегат загружают топливом, разжигают его.
2. Циркуляционный насос прокачивает теплоноситель по теплообменнику. Холодная вода из нижней части бака устремляется в котёл, в верхнюю часть прибывает уже нагретая вода. Так как плотность холодной и горячей жидкости разная, перемешиваться она не будет. Так бак постепенно заполнится горячей водой.
3. Если расчёты выполнены верно, когда топливо прогорит, ёмкость окажется наполненной горячей водой нужной температуры. Хорошая термоизоляция сохранит теплоноситель горячим длительное время.
4. Когда котёл не функционирует, система отопления продолжает выполнять свою задачу. Циркуляционный насос отопительного контура прогоняет теплоноситель по системе. Вода забирается из верхней «горячей зоны» бака.
5. В обратку вода возвращается уже охлажденной, так теплоаккумулятор постепенно отдаст накопленное тепло.

В реальных условиях, отбор воды в систему отопления идёт беспрерывно. Теплоаккумулятор накапливает «лишнее», в данный момент, невостребованное тепло.

Аккумулятор объёмом 3 тонны, с запасом воды температурой 40-80°C сможет сутки отапливать дом площадью 80 кв.м. Эти параметры соответствуют 170-175 кВт час. тепла.

Обычный котёл нужно растапливать до пяти раз в сутки. Если поставлен теплоаккумулятор, периодичность закладки топлива в камеру сгорания сократится в пять раз. Нагретая вода в баке будет постепенно отдавать энергию тепла радиаторам. Твердотопливный котёл будет работать гораздо экономичней. Такая схема подключения отопительного котла в частном доме позволяет без снижения мощности котла длительно обогревать помещение.

Очень выгодно теплоаккумулятор ставить в паре с электрокотлом, когда экономия энергоресурсов особенно актуальна.

Схемы обвязки

Закончив с монтажом отводящих горючие газы каналов, нужно заняться обвязкой твердотопливного котла, причем в ней есть не меньше тонкостей. Очень часто такие генераторы тепла оснащают баком для воды, который используется в разнообразных схемах подсоединения. Роль устройства состоит в гашении напряжений, которые могут возникнуть при предельной нагрузке на котел.

Выбор теплоаккумулятора зависит от личных вкусов владельца. Более того, при покупке стоит обратить внимание и на потребности в поддержании некоторой нагрузки за конкретное время теплоаккумулятором

Обычно ориентируются на величину аккумулятора тепловой энергии в 30–50 л на 1 кВт предельной мощности котла. Если пиковый расход тепла значительно превосходит средний суточный уровень в пересчете на 1 час, а особенно если этот расход длится долго, требуется установить более емкий бак.

Он должен быть рассчитан на давление большее, чем запланированный рабочий максимум. Независимо от избранной схемы присоединения требуется ставить предохраняющие клапаны и бак для расширения. Следует внимательно проводить все расчеты, а в идеале обратиться к профессионалам и для них, и для выполнения самого монтажа.

Это набор систем, которые автоматически сбросят давление, если оно превзойдет установленные показатели. Подобного рода манипуляция осуществляется предохраняющим клапаном, который дополняется манометром и устройством, как раз выводящим воздух наружу. От набора безопасности до самого котла недопустимо применение какой угодно запирающей арматуры. Когда топливо начинает разгораться, циркуляционный насос работает, а клапан, расположенный на вводе в нагревательный контур, перекрыт.

При этом движение жидкости происходит по сокращенному кругу. Как только обратный трубопровод прогреется до 50 или 55 градусов, термическая головка по команде датчика начинает приоткрывать закрытый контур. Это делается плавно, чтобы перемешивание холодной воды с горячей, содержащейся в байпасе, происходило равномерно. В результате прогрева радиаторов температура вырастает, и наступает момент, когда клапан закрывает байпас до конца. При этом 100% теплоносителя направляется сквозь теплообменник котла.

Подобная конфигурация проще всех и может быть выполнена своими руками. Полипропиленовыми трубами пользоваться совершенно спокойно, но требуется только проверить их официальное происхождение и соответствие необходимым характеристикам. Рекомендуется использовать для промежутка между котлом и группой безопасности исключительно металл.

Толстые стенки полипропиленовой трубы отличаются слабой теплопроводностью, из-за которой внешние датчики дают неверные показания, а трехходовой клапан опаздывает с реакцией на изменения условий.