Буферная емкость для твердотопливного котла своими руками

Создание системы отопления предполагает соединение котла и отопительных приборов (радиаторов, конвекторов и теплого водяного пола). Также в системе должны присутствовать устройства, обеспечивающие безопасность. Порядок подключения всего этого хозяйства и называют «обвязка котла». 

Устройство теплового агрегата

В настоящее время тепловой аккумулятор представляет собой довольно сложную конструкцию. Более простой агрегат по своему устройству напоминает термос. В его конструкцию входят следующие элементы:

  • внутренний бак;
  • внешняя обшивка;
  • утеплитель.

Внутренний бак имеет четыре патрубка: два соединяют с твердотопливным котлом, два — с контуром системы отопления. В верхней части резервуара устанавливают предохранительный клапан для сброса лишнего давления.

В низшей точке бака находится кран для слива жидкости. В схему обвязки встроены два циркулирующих насоса, которые осуществляют движение теплоносителя под определенным давлением.

В общей схеме системы отопления агрегат занимает место непосредственно между котлом и радиаторами.

Если он отсутствует, то для того чтобы процесс проходил равномерно, необходимо постоянно подкладывать дрова в топку. Иногда эту процедуру невозможно выполнить вследствие конструктивных особенностей котлов.

Твердотопливные котлы отопления и их особенности

Твердотопливные котлы – это самый дешевый способ обустроить отопление в доме, хоть это и не является простой задачей. Компании, производящие котлы такого типа производят все более удобные для потребителей модели, которые выбрасывают минимум вредных газов в окружающую среду. Однако, все еще производятся и устаревшие модели, хоть их число становится все меньше с каждым годом, и на из место приходят профессиональные, современные, эффективные, простые в эксплуатации и безопасные котлы.

Твердотопливные котлы отопления и их особенности

Твердотопливные котлы отопления и их особенности

Котлы на твердом топливе могут быть верхнего и нижнего сгорания. Если основное предполагаемое топливо для котла это дрова, то стоит выбрать модель нижнего сгорания. КПД такого котла будет более высоким, чем у модели верхнего сгорания, та как эти котлы рассчитаны на топку углем.

Твердотопливные котлы отопления и их особенности

Котел нижнего сгорания состоит из двух или трех камер сгорания, что дает возможность полностью сжигать все частички топлива. Результатом такого принципа является то, что происходит существенное снижение расхода топлива и вредные вещества попадают в атмосферу в меньшем количестве (противоположная ситуация наблюдается с котлами с верхнего сгорания, в них происходит попадание недожженных частиц в атмосферу вместе с дымом).

Твердотопливные котлы отопления и их особенности

Твердотопливные котлы отопления и их особенности

Котлы с нижним сгорание открывают возможности для управления процессом сгорания и регулировки продуктивности, дозируя порции воздуха, который поступает в отделение топки. Это возможно благодаря регулятору тяги или вентилятору с управляющей системой.

Твердотопливные котлы отопления и их особенности

Что такое обвязка и из чего ее делают

В системе отопления две основные части — котел и радиаторы отопления или теплый пол. То что их связывает и обеспечивает безопасность — это и есть обвязка. В зависимости от типа установленного котла используются разные элементы, потому обычно рассматривают отдельно обвязку твердотопливных агрегатов без автоматики и автоматизированных (чаще — газовых) котлов. У них разные алгоритмы работы, основные — возможность нагрева ТТ котла в фазе активного горения до высоких температур и наличие/отсутствие автоматики. Это накладывает ряд ограничений и дополнительных требований, которые приходится выполнять при обвязке котла, работающего на твердом топливе.

Что такое обвязка и из чего ее делают

Пример обвязки котла — сначала идет медь, потом — полимерные трубы

Что такое обвязка и из чего ее делают

Что такое обвязка и из чего ее делают

Для обеспечения безопасной работы отопления обвязка котла должна содержать ряд устройств. Обязательно должны быть:

Что такое обвязка и из чего ее делают
  • Манометр. Для контроля давления в системе.
  • Автоматический воздухоотводчик. Для спуска воздуха, попавшего в систему — чтобы не образовывались пробки и не стопорилось движение теплоносителя.
  • Аварийный клапан. Для сброса чрезмерного давления (подключается к системе канализации так как стравливается некоторое количество теплоносителя).
  • Расширительный бак. Необходим для компенсации теплового расширения. В системах открытого типа бак ставится в верхней точке системы и представляет собой обычную емкость. В закрытых системах отопления (обязательно с циркуляционным насосом) ставится мембранный бачок. Место установки — в обратном трубопроводе, перед входом в котел. Он может быть внутри настенного газового котла или устанавливается отдельно. При использовании котла для подготовки воды для ГВС также необходим расширительный бак в этом контуре.
  • Циркуляционный насос. Обязателен к установке в системах с принудительной циркуляцией. Для повышения эффективности отопления может стоять и в системах с естественной циркуляцией (гравитационных). Ставится на подачу или обратку перед котлом до первого ответвления.
Что такое обвязка и из чего ее делают

Примерная схема обвязки напольного котла

Что такое обвязка и из чего ее делают

Что такое обвязка и из чего ее делают

Часть этих устройств уже установлена под кожухом газового настенного котла. Обвязка такого агрегата очень проста. Для того чтобы не усложнять систему большим количеством отводов манометр, воздухоотводчик и аварийный клапан собирают в одну группу. Есть специальный корпус с тремя отводами. На него накручиваются соответствующие устройства.

Что такое обвязка и из чего ее делают

Так выглядит группа безопасности

Что такое обвязка и из чего ее делают

Что такое обвязка и из чего ее делают

Устанавливают группу безопасности на подающем трубопроводе сразу на выходе котла. Ставят так, чтобы легко было контролировать давление и можно было вручную стравить давление в случае необходимости.

Что такое обвязка и из чего ее делают

Какими трубами делать

Что такое обвязка и из чего ее делают

Настенный газовый котел можно подключать полипропиленовыми трубами сразу от входа котл

Что такое обвязка и из чего ее делают

Что такое обвязка и из чего ее делают

При подключении твердотопливного котла хотя-бы метр трубы на подаче непроходимо делать металлической трубой и лучше всего — медной. Дальше можно ставить переход на металлопластик или полипропилен. Но и это — не гарантия того, что полипропилен не разрушится. Лучше всего сделать дополнительную защиту от перегрева (закипания) ТТ котла.

Что такое обвязка и из чего ее делают

Какие из полимерных труб лучше? Полипропиленовые или металлопластиковые? Однозначного ответа нет. Обвязка полипропиленом хороша надежностью соединений — правильно сваренные трубы представляют собой монолит. (Как соединять полипропиленовые трубы читайте тут). Но максимально допустимая температура теплоносителя в системе — не выше 80-90°C (в зависимости от типа трубы). И то, длительное воздействие высоких температур приводит к быстрому разрушению полипропилена — он становится хрупким. Потому обвязка котла полипропиленом делается только в низкотемпературных системах на основе автоматизированных котлов.

Читайте также:  В поход с комфортом: как выбрать газовый обогреватель для палатки

При наличии защиты от перегрева обвязку котла можно сделать полиропиленовыми трубами

Металлопластик имеет более высокую температуру эксплуатации — до 95°C, чего достаточно для большинства систем. Можно ими делать и обвязку твердотопливного котла, но только в случае наличия одной из систем защиты от перегрева теплоносителя (рассказано чуть ниже). Но металлопластиковые трубы имеют два существенных недостатка: сужение в месте соединения (конструкция фитингов) и необходимость регулярной проверки соединений, так как они со временем текут. Так что обвязку котла металлопластиком делают при условии использования в качестве теплоносителя воды. Незамерзающие жидкости более текучие, потому в таких системах обжимные фитинги лучше не использовать — они все равно будут течь. Даже если заменить прокладки на химически стойкие.

Схемы обвязки теплового аккумулятора

Осмелимся предположить, что если вы заинтересовались этой статьей, то, скорее всего, решили сделать тепловой аккумулятор для отопления и его обвязку своими руками. Схем подключения можно придумать много, главное, чтобы все работало. Если вы правильно понимаете процессы, происходящие в контуре, то вполне можете поэкспериментировать. То, как вы подключите ТА к котлу, повлияет на работу всей системы. Давайте для начала разберем самую простую схему отопления с теплоаккумулятором.

Простая схема обвязки ТА

На рисунке вы видите направление движений теплоносителя. Обратите внимание на то, что движение обратки вверх запрещено. Чтобы этого не происходило, насос между ТА и котлом должен прокачивать большее количество теплоносителя, нежели тот, который стоит до резервуара. Только в таком случае будет образовываться достаточная втягивающая сила, которая будет отбирать часть тепла из подачи. Минус такой схемы подключения – это длительное время разогрева контура. Чтобы его сократить, нужно создать кольцо прогрева котла. Его вы можете увидеть на следующей схеме.

Схема обвязки ТА с контуром прогрева котла

Суть контура разогрева заключается в том, что термостат не подмешивает воду из ТА до тех пор, пока котел не прогреет ее до установленного уровня. Когда котел разогрелся, часть подачи уходит в ТА, а часть перемешивается с теплоносителем из резервуара и поступает в котел. Таким образом, нагреватель всегда работает с уже нагретой жидкостью, что увеличивает его КПД и время разогрева контура. То есть батареи станут теплыми быстрее.

Читайте также:  Какие брикеты для топки печей лучше выбрать?

Такой метод установки теплоаккумулятора в систему отопления позволяет использовать контур в автономном режиме, когда насос работать не будет. Обратите внимание, что на схеме показаны только узлы подключения ТА к котлу. Циркуляция теплоносителя к радиаторам происходит по-другому контру, который также проходит через ТА. Наличие двух байпасов позволяет перестраховаться дважды:

  • обратный клапан включается в работу, если насос остановлен и шаровой кран на нижнем байпасе перекрыт;
  • в случае остановки насоса и поломки обратного клапана циркуляция осуществляется через нижний байпас.

В принципе, в такую конструкцию можно внести некоторые упрощения. Учитывая тот факт, что у обратного клапана высокое сопротивление потока, его можно исключить из схемы.

Схема обвязки ТА без обратного клапана для гравитационной системы

При этом, когда пропадет свет, нужно будет вручную открыть шаровой кран. Следует сказать, что при такой разводке ТА должен находиться выше уровня радиаторов. Если вы не планируете, что система будет работать самотеком, то обвязку системы отопления с теплоаккумулятором можно выполнить по схеме, указанной ниже.

Схема обвязки ТА для контура с принудительной циркуляцией

Разновидности аккумулирующих моделей

Накопители функционируют одинаково, но различаются своей конструкцией, поэтому выделяют следующие виды накопительного устройства:

  • пустотелый (не имеет внутреннего теплообменника);
  • с 1 или 2-мя теплообменниками (обеспечивает корректную работу агрегата);
  • со встроенным бойлером небольшого диаметра.

Пустотелые теплоаккомуляторы – самые простые, имеют низкую стоимость. Их можно подсоединить к одному или нескольким агрегатам. Также можно установить дополнительный греющий элемент, который функционирует на электроэнергии. Теплоаккумулятор гарантирует хороший прогрев жилого помещения, уменьшает вероятность перегрева носителя тепла и осуществляет безопасное функционирование системы. Теплоаккумулятор с одним или двумя змеевиками – это передовой тип устройства с широким спектром использования. Теплообменник, который находится вверху, отбирает тепловую энергию. Тот, который внизу, интенсивно прогревает буферную емкость.

Тепловой буферный агрегат стоит значительно дороже, чем пустотелый, но это вполне оправдано. Устройство значительно увеличивает функциональность и эффективность работы системы. Накопитель со встроенным баком накапливает вырабатываемое сверх нормы тепло и снабжает горячей водой.

Схема обвязки твердотопливного котла с тепловым аккумулятором

Фактически это та же обвязка твердотопливного котла отопления. Схема с теплоаккумулятором добавляет сюда сам тепловой аккумулятор и трехходовой клапан подмеса.

Если мы используем такую схему, то стоит также прояснить еще 3 момента в дополнение к тем, что были уже описаны для стандартной ТТ схемы:

Схема обвязки твердотопливного котла с тепловым аккумулятором
  1. Основная функция трехходового узла подмеса – следить за температурой в системе отопления и добавлять в нее горячую воду из теплоаккумулятора.
  2. Чтобы нагревать объем воды в тепловом аккумуляторе, нужно использовать твердотопливный котел избыточной мощности.
  3. Объем теплового аккумулятора подбирается исходя из объема внутренних помещений дома и степени его утепленности.

Итак, если вы хотите нагревать теплоаккумулятор ТТ котлом примерно номинальной мощности, то вас ждет разочарование. Скажем для дома в 200 квадратных метров вы поставили ТТ котел на 20 киловатт и к нему теплоаккумулятор на 2,5 тонны, то есть объемом на 2 500 литров или 2,5 кубометра.

Мощности твердотопливного котла с такими характеристиками хватит, чтобы отапливать хорошо утепленный дом указанной площади. Но не хватит, чтобы одновременно отапливать дом и еще нагревать теплоноситель в теплоаккумуляторе.

Для этой цели вам понадобится ТТ котел с минимальной мощностью в 40 кВт. А еще лучше в 50-60 кВт. Таким котлом вы относительно быстро нагреете воду в ТА и далее уже температуру в системе будет поддерживать трехходовой узел подмеса.

Схема обвязки твердотопливного котла с тепловым аккумулятором

Примечание. Вообще-то, нагреть ТА можно будет и ТТ котлом в 20 кВт. Но если котлом в 60 кВт вы нагреете такой объем за один подход, то 20-тикиловаттный котел вам придется «жарить» круглые сутки.

Что еще можно подключить, кроме котла?

Помимо котельного оборудования к теплоаккумулирующему баку могут быть подключены альтернативные источники тепла (солнечный коллектор, каминная топка и др.). Наличие таковых источников позволит в летнее время вообще не протапливать котел, так как отданной ими тепловой энергии будет хватать на подогрев горячей воды для системы ГВС.

Что еще можно подключить, кроме котла?

К недостаткам использования готовых буферных емкостей можно отнести их высокую стоимость и большие размеры. Затраты окупаются в зависимости от объема теплоаккумулятора в течение нескольких лет. При желании накопительный бак можно сделать своими руками. В данном видеоролике показан пример выполнения подобного проекта.

Что еще можно подключить, кроме котла?

Похожие записи: Самодельный теплоаккумулятор Возможна ли параллельная установка двух газовых котлов Какой котел лучше для частного дома: сравниваем все виды котлов между собой

Что еще можно подключить, кроме котла?

Устройство и принцип работы

В простейшей конструкции буферная емкость (теплоаккумулятор, бак-аккумулятор) представляет собой теплоизолированный металлический бак с четырьмя патрубками: два для котлового контура и два, для контура отопительной системы.

Читайте также:  Газовый котел: как запустить своими руками?

 В верхней части устройства, расположен подрывной клапан, который, в случае необходимости, стравливает избыток давления. В днище данного устройства устанавливается дренажный кран, благодаря которому можно сливать теплоноситель. В некоторых моделях теплогенератора предусматривается наличие электрического ТЭНа и (или) змеевика, для подогрева теплоносителя от других источников тепла. Достаточно часто в верхней части конструкции располагается теплообменник, благодаря которому производится подогрев воды для ГВС дома.

Принцип действия данного устройства следующий: бак заполнен теплоносителем. При запуске котла циркуляционный насос котлового контура подает из нижней части теплоаккумулятора охлажденный теплоноситель, который после нагрева поступает в верхнюю часть буферной емкости. Горячий теплоноситель легче холодного, поэтому он всегда находится в верхней части бака. Пока твердотопливный котел работает по малому кругу (только через буферную емкость) происходит постепенное замещение холодного теплоносителя горячим.

Из-за разницы в плотности, горячий и холодный теплоноситель в буферной емкости практически не смешивается.

Основные достоинства такой схемы отопления в том, что при остановке котла данная система еще некоторое время будет снабжать радиаторы горячим теплоносителем. Правильный подбор буферной емкости для твердотопливного котла позволяет значительно увеличить время между топками котла, уменьшить расход топлива и сэкономить средства. Кроме этого, использование этого устройства позволит сгладить температурные колебания в котловом и отопительном контуре.

Недостатком отопления с теплоаккумулятором является то, что между запуском котла и прогреванием радиаторов проходит достаточно большой период. В зависимости от температуры в помещении и емкости бака, такое время может составлять 2-4 часа.

  • Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром — отечественные производители
  • Твердотопливные котлы длительного горения с водяным контуром — зарубежные производители

Преимущества и недостатки буферной емкости

Буферная емкость для котла

К основным преимуществам системы отопления с тепловым аккумулятором относятся:

  • максимально возможное увеличение КПД твердотопливного котла и всей системы при одновременной экономии энергоресурсов;
  • обеспечение защиты котла и другого оборудования от перегрева;
  • удобство пользования котлом, позволяющее осуществлять его загрузку в любое время;
  • автоматизация работы котла за счет применения датчиков температуры;
  • возможность подключения к ТА нескольких различных источников тепла (например, двух котлов различных типов), обеспечивая их объединение в один контур отопительной системы;
  • обеспечение стабильной температуры во всех комнатах дома;
  • возможность обеспечения дома ГВС без использования дополнительных водонагревающих устройств.

К недостаткам аккумуляторов тепла для системы отопления можно отнести:

  • повышенную инерционность системы (с момента розжига котла до выхода системы на рабочий режим проходит гораздо больше времени);
  • необходимость установки ТА вблизи отопительного котла, для чего в доме требуется отдельное помещение необходимой площади;
  • большие габариты и вес, обуславливающие сложность его транспортировки и монтажа;
  • достаточно высокую стоимость промышленно выпускаемых ТА (в некоторых случаях его цена, в зависимости от параметров, может превышать стоимость самого котла).

Интересное решение: теплоаккумулятор в интерьере дома.

В случае с электрокотлом, ТА включается на полную мощность ночью, когда тарифы на электроэнергию значительно ниже. Днем, когда котел отключен, обогрев помещений осуществляется за счет тепла, накопленного за ночь.

Для газовых котлов экономия достигается за счет попеременного использования самого котла и ТА. При этом газовая горелка включается гораздо реже, что обеспечивает меньший расход газа.

Нежелательна установка теплонакопителя в отопительных системах, где требуется быстрый и или кратковременный нагрев помещения, так как этому будет мешать повышенная инерционность системы.