Схемы отопления с твердотопливным котлом

Другие

Аккумулятор тепла — необходимый элемент системы отопления твердотопливным котлом частного дома. В предыдущей статье описан аккумулятора тепла – своеобразный аналог русской печи в современном доме — “Отопление дома твердотопливным котлом”.

Для обогрева частного дома теплыми полами с твердотопливным котлом необходимо использовать схему принудительного отопления, в которой циркуляция теплоносителя — воды, обеспечивается насосами. Кроме того, схема принудительного отопления с твердотопливным котлом должна обеспечить снижение температуры котловой воды, подаваемой в трубопроводы теплого пола.


Производители котлов, в прилагаемой к котлу инструкции по эксплуатации, часто публикуют принципиальные схемы систем отопления, которые рекомендуются для присоединения к котлу. Кроме того, в инструкции содержатся требования к техническим параметрам:

• дымохода;
• оборудования системы отопления;
• систем, обеспечивающим безопасную работу (пожаро- взрывобезопасность);
• элементов контроля и управления режимом работы котла и другого оборудования системы отопления;
• водоснабжения;
• электроснабжения;
• подготовки топлива;
• режимов работы в различных условиях (отопительный сезон, подогрев ГВС в межсезонье);
• эксплуатационному обслуживанию (периодичность и порядок топки котла, очистка от отложений зольника, топки, дымохода, проверка систем безопасности).

Строительные и другие государственные нормы и правила также содержат определенные требования к устройству и безопасной эксплуатации котлов и систем отопления.

При проектировании отопления рассчитывают, учитывают и выбирают гидравлическое сопротивление различных участков системы, производительность насосов, высотные отметки размещения оборудования, теплопотери здания и много других параметров.

Очевидно, что проектирование принудительного отопления с твердотопливным котлом, выбор котла и других элементов системы для конкретного объекта – это сложная комплексная инженерная задача, к выполнению которой следует привлечь специалистов.

В этой статье на конкретном примере рассмотрим схему принудительного отопления с твердотопливным котлом.

Для отопления помещений дома теплыми полами необходима система с принудительной циркуляцией теплоносителя. На схеме мы видим два контура циркуляции теплоносителя:

1. Котловой контур состоит из котла “Atmos”, насосно-смесительного блока “Laddomat” и бойлера системы горячего водоснабжения (ГВС);
2. В отопительный контур входит смесительный трехходовой вентиль, циркуляционный насос и отопительный приборы (теплый пол) в помещениях.

Режим циркуляции теплоносителя в котловом контуре регулируется насосно-смесительным блоком  “Laddomat”.  Блок специально предназначен для работы с твердотопливным котлом. Блоки аналогичного назначения выпускают разные производители под своими торговыми марками.

Режим растопки котла. При растопке котла, по сигналу датчика термостата, запускается циркуляционный насос смесительного блока. Клапаны блока направляют циркуляцию теплоносителя только через блок по малому кругу, помимо всех других элементов системы отопления.

Происходит быстрый нагрев теплоносителя в котле и поверхностей котла, дымохода до рабочей температуры. Это ускорение нагрева способствует снижению отложений сажи, смол, выделяемых из топлива, уменьшает количество конденсата и коррозию металла котла, повышает КПД котла.

Режим нагрева теплоносителя. По окончании растопки котла, когда температура циркулирующей по малому кругу воды повысится до 70-80 ^оС, клапаны смесительного блока начинают включать циркуляцию воды в системе отопления. На первом этапе, в смесительном блоке происходит смешивание холодной воды, поступающей по обратной трубе из системы отопления, и горячей воды циркулирующей по малому кругу.

Смешивание воды в смесительном блоке происходит постепенно, так, чтобы температура воды подаваемой в котел не снижалась менее заданной величины (65 ^оС). После прогрева воды в системе отопления до заданной температуры, подмес воды прекращается. Циркуляционный насос блока продолжает обеспечивать движение теплоносителя в котловом контуре.  Режим нагрева заканчивается после сгорания загруженного в котел топлива. Температура воды на выходе из котла снижается и по сигналу датчика термостата циркуляционный насос блока отключается. Клапаны смесительного блока переключают циркуляцию теплоносителя в котловом контуре в режим естественной циркуляции теплоносителя.

Режим отопления помещений. После увеличения температуры воды на выходе из котла до рабочей, по сигналу термостата, включается циркуляционный насос отопительного контура. Через смесительный вентиль горячая вода, забираемая из котлового контура, начинает циркулировать в отопительных приборах помещений дома.

Смесительный вентиль подмешивает охлажденную в отопительных приборах воду к горячей воде на входе в отопительный контур – таким способом регулируется температура воды в отопительных приборах помещений. Регулировка температуры смесительным вентилем может производиться вручную, либо автоматическим регулятором.

Режим защиты от перегрева (кипения воды в котле). Процесс горения твердого топлива в котле остановить мгновенно невозможно. Поэтому, при внезапной остановке циркуляции воды в системе (отсутствие электроэнергии, поломки) или малого теплосъема, вода в котле может закипеть.

Кипение воды ведет к росту давления в системе, увеличению температуры, разрушению элементов системы, травматизму людей и другим опасным для оборудования и людей последствиям.

В котле предусмотрена система защиты от перегрева. Это встроенный в котел теплообменник, подключенный к водопроводу. При закипании воды в котле по сигналу датчика открывается вентиль TS-130. Холодная вода из водопровода поступает в теплообменник котла, охлаждая котел, и сливается в канализацию.

Схема принудительного отопления с твердотопливным котлом очень чувствительна к прекращению работы цикуляционных насосов. Для обеспечения их работы в случае прекращения подачи электроэнергии рекомендуется устанавливать источники бесперебойного питания (ИБП). Такие устройства получают электроэнергию от аккумулятора и преобразуют её в переменное напряжение, необходимое для работы насоса.

Для закрытой системы отопления необходимы котлы, специально предназначенные для работы в этом режиме — расчитанные на работу с повышенным давлением и оснащенные устройством защиты от перегрева.

Через открытый расширительный сосуд система отопления соединена с атмосферой (открытая система), то есть работает под атмосферным давлением. Работа системы под атмосферным давлением имеет свои достоинства и недостатки.

Расчет объема мембранного расширительного бака

Больше преимуществ имеет закрытая система отопления, теплоноситель в которой находится под давлением выше атмосферного. В этом случае, для компенсации теплового расширения воды, вместо открытого расширительного бака, используют закрытый мембранный расширительный сосуд (на схеме показан пунктиром слева от котла).

Расширительный бак разделен на две части эластичной подвижной мембраной. В одну часть бака поступает теплоноситель из системы отопления. По другую сторону мембраны в баке находится сжатый воздух. Давление воздуха уравновешивает давление теплоносителя в системе отопления. При увеличении температуры и объема теплоносителя, мембрана в расширительном баке перемещается, увеличивая объем, занимаемый жидкостью. Воздух по другую сторону мембраны сжимается еще больше.

Расширительный мембранный бак бывает горизонтальным или вертикальным. Также есть такие, в которых можно заменить мембрану и отсутствует такая возможность.

Как правильно выбрать объем расширительного бака

Объем мембранного расширительного бака вычисляем по формуле: V = (VLхE) / D;

VL – полный объем жидкости в системе отопления;

E – коэффициент расширения жидкости, для воды при температуре 85°С=0,034;

D – эффективность мембранного бака, вычисляется по формуле: D= (PV-PS)/(PV+1).
Где PV – максимальное рабочее давление системы, обычно достаточно 2 бар, PS – давление зарядки мембранного бака, равно 0,5 бар.

Таким образом, D=(2-0,5)/(2+1)=0,5

Если, например, объем теплоносителя — воды в системе отопления дома около 450 литров, то объем расширительного бака будет равен:

V = (450х0,034)/0,5 = 30,6 л.

Минимальный объем бака должен быть не менее 30 литров, поэтому прибавляем запас и выбираем бак объемом 35 литров.

Выбор правильного размера котла, т.е. его отопительной мощности, является очень важным условием для экономичной эксплуатации и правильного функционирования котла. Котел нужно выбрать так, чтобы его номинальная отопительная мощность соответствовала тепловым потерям отапливаемого объекта. Выбор котла слишком большой номинальной мощности может привести к повышенному образованию отложений (сажи, дегтя). Поэтому не следует использовать котел, имеющий значительно большую мощность, чем тепловые потери объекта.

Примерную отопительную мощность котла можно рассчитать так – на каждые 10 м2 отапливаемой площади дома при средней утепленности здания и высоте потолков до 3 м, требуется 1 кВт мощности.

Полезно познакомиться с инструкцией по эксплуатации твердотопливного котла. Инструкцию по эксплуатации твердотопливных котлов “Atmos” (Чехия) можно прочитать и скачать, если перейти по этой ссылке. Для скачивания в открывшемся окне, в меню, слева вверху, выбрать “файл” –> “скачать”.

На предыдущей странице можно посмотреть видеослайды о работе насосно – смесительного блока “Laddomat” с твердотопливным котлом.

Каким твердотопливным котлом отапливается Ваш дом?

Прочитайте статью

Отопление дома твердотопливным котлом

Какой твердотопливный котел выбрали Вы? Голосуйте!

Узнайте, что выбрали другие.