Разновидности и особенности котлов

Приветствую, камрады! Хочу поделиться многолетним опытом и рассказать, как выполняется подключение газового котла к газоснабжению, отоплению и системам холодного и горячего водоснабжения. Мы обсудим применяемые при монтаже материалы и элементы обвязки котла. Итак, в путь.

Подключение современного двухконтурного котла к отоплению, воде и газу.

Газовые котлы классифицируются по нескольким признакам, так или иначе влияющим на способ их монтажа. Вот эти признаки:

Тип горелки (атмосферная или турбированная).

В первом случае продукты сгорания уносятся в дымоход или вентканал естественной тягой, возникающей благодаря их нагреву. Воздух для горелки отбирается в помещении котельной.

Во втором случае и отбор воздуха, и отвод продуктов сгорания принудительно выполняется через коаксиальный (с двойными стенками) воздуховод, проходящий сквозь внешнюю стену дома. При этом приточный воздух во внешней трубе исключает нагрев стены, что позволяет монтировать коаксиальный дымоход в деревянном доме без дополнительной тепловой защиты;

На фото — вывод коаксиального воздуховода турбированного котла через стену дома.

Тип розжига. Горелка с пьезорозжигом привлекает своей энергонезависимостью: она поджигается один раз при включении котла. Как только теплоноситель нагревается до заданной температуры, основная горелка гаснет, но продолжает гореть запальник (пилотная горелка). Котел с электронным розжигом энергозависим, зато не использует непрерывно горящий запальник и за счет его отсутствия экономит до четверти газа;

Все турбированные котлы — с электронным розжигом. Работа наддувного вентилятора подразумевает энергозависимость, поэтому у производителей нет ни малейшей причины использовать менее экономичную схему работы.

Устройство газового котла с принудительной тягой и электронным розжигом.

Возможность независимого подключения контура ГВС (горячего водоснабжения). У двухконтурного котла есть отдельный теплообменник для приготовления горячей воды.

Одноконтурный котел, как и двухконтурный, может использоваться для нужд ГВС. Однако в этом случае в состав обвязки обязательно должен входить бойлер косвенного нагрева — накопитель горячей воды с теплообменником, по которому циркулирует теплоноситель системы отопления.

Котельная с бойлером косвенного нагрева. Вода в баке греется теплоносителем системы отопления.

Полнота использования теплоты сгорания газа. Если традиционные котлы используют так называемую низшую теплоту (тепло, выделяемое при химической реакции окисления углеводородов), то конденсационные утилизируют высшую теплоту сгорания. Она включает тепло, выделяющееся при конденсации водяного пара – одного из продуктов горения природного газа.

Достоинство конденсационных котлов — экономичность, обеспечивающая невероятно высокий КПД.

Конденсационный котел работает с более низкой по сравнению с традиционным температурой обратки — не более 50 °С (чаще — 30-40 градусов). Поэтому с ним обычно используют не радиаторы или конвекторы, а теплый пол — трубы с теплоносителем, уложенные в стяжку и превращающие всю поверхность пола в отопительный прибор.

Теплый пол может сосуществовать с радиаторным отоплением. Он позволяет охладить обратку до оптимальных для конденсационного котла 30-40 градусов.

Виды отопительных систем

На подключение котла к системе отопления предсказуемо влияет ее тип. В рамках интересующих нас различий контуры классифицируются по двум признакам:

Открытые и закрытые. Первые сообщаются с атмосферой и работают без избыточного давления. Гидростатическое давление в нижней точке контура определяется только его высотой. При контакте с воздухом теплоноситель (как правило, обычная водопроводная вода) испаряется, и система требует периодической подпитки. Контуры второго типа герметичны и работают с давлением от полутора до двух с половиной кгс/см2;

Закрытая система, работающая с избыточным давлением.

С принудительной и естественной циркуляцией. За принудительное движение теплоносителя отвечает циркуляционный насос. В гравитационной (с естественной циркуляцией) системе циркуляция возникает благодаря разнице в плотности горячей и холодной воды: нагревшийся теплоноситель вытесняется вверх отопительного контура и возвращается к теплообменнику самотеком, отдавая тепло радиаторам.

Открытый контур, естественная циркуляция. Уклон розлива дает теплоносителю возможность двигаться самотеком.

Элементы обвязки

Обвязкой принято называть все вспомогательное оборудование, обеспечивающее работу отопительной системы наряду с котлом. Вот минимальные конфигурации обвязки в зависимости от типа системы.

Закрытая система с естественной циркуляцией

Изображение	Элемент обвязки котла отопления
	Расширительный бак (мембранный). При нагреве любой теплоноситель увеличивается в объеме. Бак вмещает избыток не помещающейся в трубах и батареях жидкости за счет сжатия воздуха внутри него. Как правило, объем бачка соответствует 10% объема теплоносителя. Количество воды или антифриза в системе можно грубо оценить как 15 литров на киловатт мощности котла.
	Группа безопасности (манометр, воздушник с автоматическим срабатыванием, предохранительный клапан). Воздухоотводчик отводит газы и водяной пар при завоздушивании или перегреве контура. Клапан отвечает за сброс избытка теплоносителя при превышении допустимого максимума давления, контролировать которое позволяет манометр.

Срабатывание предохранительного клапана свидетельствует о недостаточном объеме расширительного бачка. Его не нужно менять: в контуре может быть установленное неограниченное количество мембранных бачков, при этом их объем суммируется.

Закрытая система с принудительной циркуляцией

К перечисленному абзацем выше оборудованию в ней добавляется только насос. Как правильно выбрать этот прибор?

Циркуляционный насос в закрытой системе с принудительной циркуляцией.

У него есть всего две характеристики, влияющих на работу отопительной системы:

Напор на выходе. Единица его измерения — метры водяного столба. 1 метр соответствует 0,1 атмосферы (кгс/см2). Минимального напора в 2 метра вполне достаточно для отопительного контура любой разумной протяженности: именно такой напор приводит в движение теплоноситель в многоквартирных домах с несколькими сотнями батарей отопления;
Производительность. Ее минимальное значение рассчитывается по формуле Q=0,86R/Dt, в которой Q — производительность насоса в кубах в час, R —мощность котла или отдельного отопительного контура, в котором нужно обеспечить циркуляцию, а Dt — разница температуры до котла и после него (как правило, она равна 20°С). Так, для котла мощностью 16 кВт минимальная производительность насоса должна составлять 0,86*16/20=0,688 куба в час.

Оба параметра указаны в маркировке насоса: напор — до 4 метров, производительность — до 40 литров в минуту, или до 2,4 кубометров в час.

У настенных котлов с принудительной тягой группа безопасности, расширительный бачок и циркуляционный насос обычно входят в базовую комплектацию и размещены непосредственно в корпусе прибора. Напольный и энергонезависимый котлы лишены встроенных элементов обвязки.

Открытая система с естественной циркуляцией

Единственный элемент обвязки газового (или любого другого) котла в ней — открытый расширительный бак, установленный в верхней точке контура. Он совмещает несколько функций:

Отводит воздух, препятствующий циркуляции теплоносителя. Пузыри воздуха вытесняются вверх из проложенного с уклоном розлива;
Вмещает избыток теплоносителя при его нагреве;
Служит для подпитки контура водой.

Открытый расширительный бак с заливным клапаном для подпитки контура водой.

Несколько особенностей такой системы:

После котла формируется разгонный коллектор — участок розлива, проложенный вертикально и соединяющий теплообменник котла с расширительным баком. Здесь теплоноситель поднимается вверх и далее, после бачка движется по наклонному розливу самотеком;

По разгонному участку розлива теплоноситель поднимается в верхнюю точку контура.

Котел опускается как можно ниже относительно отопительных приборов — в приямок, цокольный этаж или подвал. Разница в высоте создает гидравлический напор, заставляющий двигаться воду в контуре;

Гидравлический напор в контуре равен разнице в высоте между точками с одинаковой температурой воды в теплообменнике котла и в отопительных приборах.

Внутренний диаметр розлива не должен быть меньше 25-32 мм. Чем толще труба, тем ниже ее гидравлическое сопротивление. Это особенно важно для контура, работающего с минимальным гидравлическим напором.

Чем толще розлив в контуре с естественной циркуляцией, тем быстрее и равномернее будут прогреваться радиаторы.

Открытая система с принудительной циркуляцией

К открытому расширительному баку добавляется циркуляционный насос. Обычно его монтируют в точке с минимальной температурой теплоносителя — на обратке, непосредственно перед котлом. Чем холоднее вода или антифриз, тем дольше прослужат пластиковая крыльчатка и резиновые уплотнители насоса.

Основной недостаток контура с принудительной циркуляцией — энергозависимость. Проблему отключения света на час-два можно решить, подключив насос через источник бесперебойного питания. Но что делать, если отключения света нередки и длятся несколько часов, а то и суток?

Вот инструкция по решению этой проблемы:

Система отопления проектируется как гравитационная;
Насос не разрывает розлив, а врезается параллельно трубе. При этом между врезками остается байпас с шариковым обратным клапаном на нем.

Врезка насоса с байпасом и шариковым обратным клапаном.

Что дает такая установка насоса?

Пока электроэнергия есть, насос гонит воду через врезку. Давление после насоса выше, чем до него. Возникающий перепад закрывает обратный клапан;
Стоит насосу встать при отключении света — и система продолжает работать как гравитационная. Возникающий в теплообменнике котла небольшой напор достаточен для того, чтобы открыть чувствительный шариковый клапан.

Шариковый клапан отличается от более распространенного пружинного максимальной чувствительностью срабатывания.

Дополнительные элементы

Схема подключения котла к отопительной системе может включать дополнительные элементы, увеличивающие ресурс котла или обеспечивающие его дополнительную функциональность.

Изображение	Элемент и его описание
	Фильтр грубой очистки. Ставится перед входом водяного теплообменника двухконтурного газового котла и исключает попадание в него мусора. Тонкие каналы теплообменника часто забиваются песком или окалиной, прилетающими по трубам из магистрали водоснабжения.
	Бойлер косвенного нагрева. Отбирает тепло у теплоносителя системы отопления и использует его для приготовления горячей воды для хознужд. Летом отопительный контур отсекается кранами, и теплоноситель циркулирует между котлом и бойлером.
	Гидрострелка. Она позволяет синхронизировать работу нескольких контуров с разной температурой теплоносителя. Представляет собой установленный между подачей и обраткой бак с несколькими выходными патрубками.
	Трехходовой термостатический смеситель. Обеспечивает работу низкотемпературного контура за счет рециркуляции части теплоносителя. Вода гоняется по кругу циркуляционным насосом; при ее охлаждении до пороговой температуры смеситель приоткрывается и впускает в розлив порцию горячей воды с подачи.
	Шаровый кран. Краны устанавливаются на всех входах и выходах котла и позволяют отключить его для ремонта или обслуживания без потери теплоносителя.

Материалы и узлы подключения

Какие трубы можно использовать для подключения газового котла?

Газ

Для любых надземных газопроводов (включая внутренние) отечественные нормативные документы предписывают использовать только металлические трубы. Однако привычная черная водогазопроводная труба на сварке или оцинковка на сгонах — не лучшие варианты: точная подгонка размеров патрубков сильно затруднит монтаж.

Я советую выполнить подсоединение к газу гофрированным нержавеющим шлангом. Он легко гнется, не требуя точной подгонки размера, и в то же время полностью соответствует требованиям газовиков.

Нержавеющий гофрированный шланг для газа. Он заметно упрощает подключение котла по сравнению со стальной трубой.

Как подключить котел к газу, выведенному в котельную?

Присоединение к газовому крану или счетчику выполняется обычной резьбой с подмоткой лентой ФУМ; к котлу шланг прикручивается накидной гайкой с уплотнительной прокладкой.

Присоединение шланга к газосчетчику и входному патрубку котла.

Отопление, вода

Подключение двухконтурного или одноконтурного котла к системам отопления и водоснабжения можно выполнить любыми стойкими к температуре пластиковыми или металлопластиковыми трубами:

Полипропиленом. Используйте трубы, армированные алюминием: они меньше удлиняются при нагреве;
Металлопластиком на пресс-фитингах. В отличие от компрессионных фитингов, они менее чувствительны к ошибкам сборки соединений и не дают течей после нескольких циклов нагрева-охлаждения.

Подключение к системам отопления и водоснабжения выполнено металлополимерной трубой на пресс-фитингах.

Почему я не советую использовать металлические трубы? Все очень просто: их недостаток — высокая цена погонного метра. Имеющие одинаковое внутреннее сечение гофрированная нержавеющая труба диаметром 20 мм и полипропиленовая диаметром 25 мм различаются стоимостью втрое — 290-330 рублей за метр против 100.

Как подключить трубы к котлу — входным и выходным патрубкам?

Американками. Одна половина американки наворачивается на резьбу патрубка, вторая соединяется с трубой соответствующим фитингом. Достоинство такого присоединения — быстрая разборка: котел можно демонтировать за считанные минуты.

Подключение отопительного котла к розливу системы отопления. Полипропиленовый розлив соединяется с выходным патрубком американкой.

Для герметизации резьб на воде и отоплении я советую использовать нить-герметик Тангит Унилок. Если ее нет в окрестных магазинах, подматывайте резьбы сантехническим льном с пропиткой силиконовым герметиком или любой быстросохнущей краской. Пропитка не даст органическому волокну выгореть при нагреве и загнить при контакте с конденсатом.

Подмотка резьбы герметизирующей нитью Тангит Унилок: быстро, удобно, навсегда.

Дымоход

Из чего можно построить дымоход котла с атмосферной горелкой?

Наш выбор — нержавеющие сэндвич-трубы с утеплением базальтовой ватой. Они:

Обеспечивают качественную теплоизоляцию дымохода. Это уменьшает конденсацию продуктов сгорания на его стенках;
Стойки к конденсату, содержащему кислоты.

Сэндвич-труба для дымоходов. Для котла мощностью до 30 кВт ее диаметр — не менее 130 мм.

Дымоход высотой больше 4 метров комплектуется тройником для сбора отвода конденсата.

Тройник на дымоходе не дает конденсату стекать к горелке котла.

Как подключить выходной патрубок котла к дымоходу? Нанесите на внутреннюю поверхность сэндвич-трубы полоску силиконового герметика и наденьте ее на выходной патрубок котла. Жаростойкий силикон использовать не обязательно: температура газов на выходе современных котлов не превышает 120 градусов.

Электричество

Как своими руками подключить газовый котел к электросети?

Потребление прибора (электроники, вентилятора турбированной горелки и циркуляционного насоса) не превышает 200-300 ватт. Соответственно, для подключения можно использовать обычную розетку. Заземление обязательно; в качестве земли используйте корпус щитка или зарытый в землю стальной лист площадью не меньше половины квадратного метра.

Там, где напряжение нестабильно, в разрыв цепи питания устанавливается линейный стабилизатор.

Стабилизатор поддерживает на выходе постоянное напряжение в 220 вольт при любых его колебаниях на входе.

В местности с частыми отключениями света котел комплектуется источником бесперебойного питания.

ИБП доработан для увеличения времени автономной работы: параллельно штатному аккумулятору подключены два дополнительных.

Заключение

Надеюсь, что мои рекомендации помогут обогреть свой дом с максимальным удобством и минимальными затратами. Узнать больше о монтаже газовых котлов вам поможет видео в этой статье. Жду ваших комментариев к ней. Успехов, камрады!