Шуровка для котла своими руками

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 08.09.2024

Шуровка топок , работающих на твердом топливе, выгрузка раскаленных шлаков, золы, огарков, плавов всегда связана с опасностью термических ожогов. Эксплуатация многоподовых механических печей, широко применявшихся для обжига серного колчедана, была сопряжена с применением тяжелого и опасного ручного труда при шуровке, смене гребков и зубьев, скалывании настылей в печи, выгрузке и удалении огарка. [1]

Перед шуровкой топок обязательно предупреждать работающих у печи плавильщиков о проводимой работе. [2]

В отношении шуровки топок со ступенчатыми колосниками так же существуют определенные правила. [3]

Расход дров на шуровку топки рекуператора зависит в основном от ритмичности работы печи, от породы и влажности1 обугливаемых и топливных дров. [4]

Через час после начала шуровки топки из конденсатора начинает вытекать дистиллят. [6]

В чугунных секционных котлах шуровку топки и очистку колосниковой решетки следует делать осторожно, избегая ударов инструментом по стенкам котла, так как иначе можно вывести котел из строя. [7]

При растопке котла и шуровке топки стоять сбоку от топки во избежание ожога от выброса пламени. [8]

Если производится боковое обслуживание ( шуровка топок , обдувка наружных поверхностей нагрева, очистка газоходов, барабанов и коллекторов от накипи, обслуживание горелочных устройств, выполнение ремонтных работ и др.), ширина бокового прохода должна быть не менее 1 5 м для котлов производительностью до 1 1 кг / с ( 4 т / ч) и не менее 2 м для котлов производительностью 4 т / ч и выше. [9]

Крупные пузыри появляются в результате неправильной шуровки топок , ведущей к образованию прогаров, когда холодный воздух проникает в топку и вызывает снижение температуры расположенных вблизи топки изделий. [10]

Пиролиз бересты ведут сначала при усиленной шуровке топки , а как только появятся первые капли дистиллята из холодильника, шуровку снижают, чтобы деготь не подгорел. В конце процесса шуровку вновь усиливают для отгонки остатков дегтя. [11]

В период отгонки скипидара и смолы шуровку топки ведут умеренно, древесным углем или мелкоразделанными1 дровами. [13]

Для поддержания технологического режима обслуживающий персонал обычно усиливает шуровку топки . При большом тепловом напряжении топочного пространства и плохой передаче тепла сырью наблюдается местный перегрев стенок труб, которые начинают подвергаться пластической деформации: при высоком внутреннем давлении сырья в наиболее слабых местах труб происходит раздувание стенок. [14]

Во время интенсивного разложения древесины в реторте, шуровку топки сокращают или вовсе прекращают. Если этого не будет сделано, то получатся большие потери паров газов, которые выбьются из-под крышек люков реторты; кроме того, часть паров не успеют сконденсироваться в конденсаторе и будут потеряны с газами. [15]

Самодельные котлы длительного горения продолжают пользоваться большой популярностью среди жителей частного сектора и дачников, ведь установка этих агрегатов является прекрасным способом экономии денежных средств, если учесть, насколько дорогими в последнее время стали электричество и газ. При желании можно изготовить такой твердотопливный котел своими руками, используя имеющиеся подручные средства и готовые чертежи.

Огромную роль в этом вопросе играет и тип твердого топлива, поэтому хозяин должен заблаговременно обдумать, чем именно он будет топить после завершения всех работ. В основной перечень входят следующие виды топлива:

Детально проанализировав, какое именно топливо будет оптимальным для отопления, можно приступать к выбору соответствующего типа и схемы конструкции отопительного прибора. Для изготовления твердотопливных котлов своими руками в абсолютном большинстве случаев выбираются такие модели:

Классический тип, который прекрасно подходит не только для отопления помещений, но и для нагрева воды с последующим ее распределением по системе водоснабжения. Отличительная характеристика такой конструкции заключается в использовании теплообменника, выполненного из стали или чугуна, и в крайне высоком уровне коэффициента полезного действия, достигающего 85 процентов.
Пиролизный тип, характеризующийся высокой производительностью и экономичностью в применении за счет отделения продуктов горения от продуцируемых ими летучих газов, что отражается и на конструкции, делая ее в конечном результате более сложной.
Пеллетный тип, который является наиболее эффективным (КПД устройства составляет не менее 90 процентов) и, как следствие, самым сложным в конструировании и изготовлении, поэтому начинающим мастерам-любителям за него лучше не браться.
Котел длительного и сверхдлительного горения выполняется таким образом, чтобы в итоге могла обеспечиваться фактически беспрерывная его работа с дозагрузкой топлива не чаще одного раза в течение нескольких дней.

Построение чертежа твердотопливного котла и сооружение по нему самодельной конструкции не представляет собой ничего сложного, если понимать его принцип работы. Базируется он на таких элементарных понятиях:

В камеру сгорания помещается топливо, а чем она объемнее, тем большее количество сырья понадобится для отопления, правда, и эффект от ее использования окажется более продолжительным.
В процессе горения заложенные продукты будут выделять летучие газы, которые имеют свойство подниматься в верхнюю часть конструкции и выходить наружу через дымоход.
По мере прохождения в сторону дымохода выделяемые продукты горения, обладающие высокими температурами, способствуют нагреванию воды или любого другого теплового агента, задействованного в системе.
Главное свойство нагретого до высоких температур агента заключается в том, что он поднимается наверх, автоматически вытесняя холодную часть и продвигаясь таким образом по всей системе, делая круг и возвращаясь на исходные позиции по мере остывания.

Обычно теплового ресурса в таких устройствах хватает только на 5-8 часов (длительность напрямую зависит от объема топки), после чего система начинает остывать (к слову, происходит это очень быстро), поэтому приходится вновь подбрасывать топливо. Если же хочется как можно меньше возиться с добавлением дров, угля или прессованных брикетов, то стоит задуматься об установке котла длительного горения.

Тепловой ресурс таких конструкций имеет большую длительность, колеблясь в диапазоне от одних до семи суток. Обеспечить такой эффект помогает вторая камера сгорания, предназначенная для переработки летучих газов, которые выделяются топливом, расположенным в основной камере, в процессе горения.

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.

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

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

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.

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.

Так выглядит группа безопасности

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.

Какими трубами делать

Сегодня в системе отопления уже редко используют металлические трубы. Их все чаще заменяют на полипропилен или металлопластик. Обвязка газового котла или любого другого автоматизированного (пеллетного, на жидком топливе, электрического) возможна сразу этими видами труб.

Настенный газовый котел можно подключать полипропиленовыми трубами сразу от входа котл

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.

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.

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.

Обвязка газовых котлов

Современные газовые котлы имеют хорошую автоматику, которая контролирует все параметры работы оборудования: давление газа, наличие пламени на горелке, уровень давления и температуру теплоносителя в системе отопления. Есть даже автоматика, которая может подстраивать работу под погодные данные. Кроме того настенные газовые котлы в большинстве случаев содержат и такие необходимые устройства как:

группу безопасности (манометр, клапан для стравливания воздуха, аварийный клапан);
расширительный бачок;
циркуляционный насос.

Параметры всех этих устройств указаны в технических данных газовых котов. При выборе модели надо на них обращать внимание и выбирать модель не только по мощности, но и по объему расширительного бака и максимальному объему теплоносителя.

Схема обвязки настенного газового котла

В самом простом случае обвязка котла содержит только отсечные краны на входе в котел — чтобы при необходимости можно было провести ремонтные работы. Еще на обратном трубопроводе, идущем из системы отопления, ставят фильтр-грязевик — для удаления возможных загрязнений. Вот и вся обвязка.

Пример обвязки настенного газового котла (двухконтурного)

На фото выше стоят угловые шаровые краны, но это, как вы понимаете, не обязательно — вполне можно поставить обычные модели, а трубы развернуть ближе к стене при помощи уголков. Также обратите внимание, что с двух сторон от грязевика стоят краны — это для того, чтобы была возможность снять его и почистить без слива системы.

В случае подключения одноконтурного настенного газового котла все еще проще — подводят только газ (подключают газовщики), подачу горячей воды к радиаторам или водяному теплому полу и обратку от них.

Схемы обвязки напольных газовых котлов

Напольные модели газовых отопительных котлов тоже снабжены автоматикой, но не имеют ни группы безопасности, ни расширительного бака, ни циркуляционного насоса. Все эти устройства приходится устанавливать дополнительно. Схема обвязки из-за этого выглядит немного сложнее.

Схемы обвязки напольного газового котла

с установкой в перемычке циркуляционного насоса с выносным датчиком температуры (а фото вверху справа);
с использованием трехходового клапана (на фото внизу слева).

В схеме с циркуляционником на перемычке (конденсационный насос) ее делают трубой на шаг меньшего диаметра чем магистрали. Датчик прикрепляют к трубе обратки. При понижении температуры ниже заданной, включается цепь питания насоса, добавляется горячая вода. Когда температура станет выше пороговой, насос отключается. Второй насос — собственно системы отопления он работает все время, пока работает котел.

Во второй схеме с трехходовым клапаном он открывает подмес горячей воды при понижении температуры (выставляется на клапане). Насос в этом случае стоит на обратном трубопроводе.

Обвязка твердотопливного котла

Любой владелец ТТ котла знает, что во время фазы активного горения выделяется очень много тепла. Со времени приходит опыт — когда и как именно прикрыть заслонку, на какой промежуток времени и т.п. Но стоит немного отвлечься, и вода в системе перегреется и может даже закипеть. Чтобы не допустить подобного явления обвязка котла без автоматики должна содержать несколько устройств, предотвращающих закипание системы. Только в этом случае можно разводку по дому делать полимерными трубами. Иначе, рано или поздно, перегретый теплоноситель размягчит материал, трубы прорвутся со всеми вытекающими последствиями. Потому обвязка твердотопливного котла кроме традиционных элементов — группы безопасности, расширительного бака и циркуляционного насоса — содержит солидное количество дополнительных устройств и обычно требует довольно солидных средств.

Одна из простых схем обвязки твердотопливного котла

Циклический характер работы котлов на твердом топливе приводит не только к закипанию системы, но и к тому, что в доме то очень жарко (когда топливо активно горит), то холодно — когда все прогорело. Для устранения этих явлений есть решение: установить бойлер косвенного нагрева или теплоаккумулятор. И то и другое — емкости с водой, просто выполняют они разные функции и, соответственно, подключаются по-разному.

Обвязка с бойлером косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева греет воду для ГВС и подключается с одной стороны к системе отопления, а с другой — к гребенке раздачи горячей воды. Таким образом и смягчаются температурные перепады, и греется вода для технических нужд. Неплохое решение.

Схема обвязки твердотопливного котла с бойлером косвенного нагрева

Как работает данная схема? Если температура воды в водонагревателе ниже заданной, то котел подключается к нагреву воды в баке. Система отопления на это время оказывается отключенной и немного остывает. После нагрева воды до необходимой температуры котел снова переключается на работу с контуром отопления. Когда теплая вода расходуется, температура в баке снова падает, снова происходит подключение для подогрева.

Несложно, но при такой схеме все равно возможен перегрев — не всегда расход горячей воды совпадает с фазой активного горения топлива. Вот в этом случае возможен перегрев.

Схема с теплоаккумулятором

Второй способ — установить теплоаккумулятор. Это тоже емкость с водой, но подключена она только к системе отопления. Служит для смягчения температурных перепадов в системе.

Этот способ более надежный, но требует устройства нескольких отдельных контуров. Котел греет воду в теплоаккумуляторе — он подключен ко входам ТА. Это один замкнутый контур. Второй контур идет на отопление — с выхода теплоаккумулятора (в верхней части бака) горячая вода поступает в систему отопления, а остывшая вода с обратного трубопровода поступает в нижнюю часть того же бака. При необходимости, можно подключить еще и систему теплого водяного пола.

Схема обвязки ТТ котла с теплоаккумулятором

При таком построении нет обычного для твердотопливного котла резкого повышения температуры на время активного горения. Все потому что добавляется объем бака, потому перегрева воды практически не бывает. Потом, когда топливо прогорело и в обычной системе дом начинает остывать, в системе с ТА продолжает расходоваться запасенное на фазе нагрева тепло. Таким способом выравнивается температурный фон и увеличивается время между топками.

Такая обвязка котла на твердом топливе более надежна и разводку от ТА можно делать полипропиленовыми трубами, но контур от котла до емкости обязательно делать металлическими трубами. В данном случае можно использовать стальные, но лучше все-таки медные.

Обвязка ТТ котла с клапаном от перегрева

Третий способ сделать защиту от перегрева твердотопливного котла — установить автоматическое устройство защиты от перегрева. Это специальный клапан с датчиком температуры. Принцип работы прост: при превышении определенной температуры (обычно 95-97°C) вентиль открывает впуск холодной воды из водопровода, а излишек перегретой выпустит в канализацию. Так работает, например, REGULUS DBV 1-02, Regulus BVTS 14480.

Защита твердотопливного котла от перегрева при помощи клапана REGULUS DBV

Клапана хоть и производятся одной фирмой, имеют разное строение и схему монтажа. Так REGULUS DBV устанавливается на выходе из котла, имеет встроенный датчик температуры (схема установки — выше). Клапан защиты от перегрева ТТ котла Regulus BVTS 14480 имеет выносной датчик, может монтироваться как на входе, так и на выходе (схема установки внизу). Чем хорош этот вариант? Тем что он может работать в системах с естественной циркуляцией — ему давление для работы не нужно.

Обвязка котла отопления с клапаном защиты от закипания теплоносителя

Их ориентировочная стоимость — 40-60€ — это намного меньше, чем стоимость монтажа теплоаккумулятора или бойлера косвенного нагрева, но проблему колебания температуры этот способ не решает. Эти клапана, кстати, можно использовать для повышения надежности схемы с установленным косвенником и тем точно устранить возможность закипания системы.

Что еще необходимо в системе

Обвязка котла будет неполной, если в ней не будет крана для слива и заполнения системы. И лучше, если они будут раздельными. Конкретное место установки зависит от строения системы, но есть определенные правила:

Кран для слива делают в самой нижней точке. Это очень важно, если систему отопления надо будет консервировать на зиму — необходимо чтобы в ней оставалось как можно меньше теплоносителя. Если система будет работать зимой постоянно обычно к одному из радиаторов приделывают кран (с патрубком или без) Это и будет место слива системы.
Такой кран для слива системы можно установить в любом удобном месте (на обратном трубопроводе)
Если в системе отопления будет использоваться вода, обычно подключается вход от водопровода. В случае с настенным газовым котлом для этого есть специальный патрубок со стационарным краном. Холодную воду подключают к этому входу, при необходимости подпитки кран открывают на короткое время. Если используется котел без специального патрубка, в трубопроводе подачи (желательно повыше) также устанавливают кран. Как вариант — на отрезке трубы, которая идет на расширительный бачок.

В некоторых системах слив и залив системы делают из одного крана. Это возможно, если есть насос, которым закачивается теплоноситель и есть манометр, по которому можно контролировать создаваемое давление. При наличии отдельного крана для залива системы в высокой точке можно ее заполнить и самотеком.

Стремление механизировать все операции, связанные со сжиганием топлива в слое под котлами, привело к созданию топок с шурующей планкой. Это топочное устройство, в котором механизированы подача топлива, шуровка и

Рис. 7.11. Схема топки с шурующей планкой:

1 - загрузочный бункер: 2 - шибер для регулирования толщины слоя топлива;

3 - неподвижная колосниковая решетка; 4 - шурующая планка;

5 - цепь привода шурующей планки; 6 - дутьевые зоны; 7 - шлакосниматель

Топки состоят из неподвижной колосниковой решетки 3, по которой может перемещаться шурующая планка 4, которая имеет форму неравнобокой 3-гранной призмы. Длина планок равняется ширине колосниковой решетки. Шурующая планка при помощи соответствующего привода может совершать возвратно-поступательное движение по решетке от угольного бункера 1 до конца решетки.

При ходе вперед планка захватывает топливо из угольного бункера и своей тупой гранью продвигает его по решетке, перемешивая с горящим топливом и одновременно производя шуровку слоя. Когда планка доходит до заднего края решетки, она сбрасывает шлак в зольный бункер. При обратном ходе, который совершается быстрее, чем прямой, планка острым концом вновь шурует слой, не смещая его относительно решетки. Работает планка периодически. В слое раскаленного топлива она находится всего около 10-12 % времени. Остальное время - в загрузочном бункере.

Имеется несколько конструкций топок с шурующей планкой: топка конструкции завода ""Комега", топка системы инженера Васильева, топка системы ВТИ. Различаются эти конструкции, в основном, методом привода планки и организацией зажигания слоя.

Топка завода "Комега". Между двумя рядами неподвижных колосников имеется щель, в которой расположен ряд подвижных колосников шириной 20 см, укрепленных к цепи Галя. Планка при помощи цепи может совершать возвратно - поступательное движение. После нескольких коротких питательных ходов планка совершает один длинный шурующий ход со сбросом шлака в бункер. Ширина решетки с планкой 1350 мм, длина - 4080 мм.

Топка с шурующей планкой ВТИ. В ней отсутствуют движущиеся цепи с защитными колосниками в топке. Охлаждаемая водой стальная планка передвигается над неподвижными колосниками на высоте 70 мм по слою шлака. Шурующая планка по концам закреплена на двух штангах из цельнотянутых толстостенных труб диаметром 57/8 мм. Другие концы штанг соединены с тележкой, движущейся вне топки по направляющим угольникам рамы. Внутри штанг через сальники проходят трубы диаметром 32/25 мм, охлаждаемые водой. Привод от электромотора N = 1,5 кВт. Планка движется на 70 мм над слоем шлака, оставляя защитный слой шлака, что облегчает условия работы колосников.

Шурующая планка инженера Васильева. Приводится в движение при помощи двух цепей, которые при выходе планки из зоны высоких температур убираются в две трубы, стоящие вертикально перед фронтом котла. Планка обеспечивает подачу топлива 920 кг на 1 пог. метр планки.

Топливо для топок с шурующими планками не должно иметь кусков крупнее 40-50 мм. Применяются для сжигания бурых и каменных углей. Для сжигания тощих углей и антрацитов топка непригодна из-за чрезмерно высокой температуры в слое, что затрудняет работу планки.

Особенности твердотопливных котлов

При подключении ТТ котла приходится решать два вопроса:

Как избежать перегрева теплоносителя в системе.
Как добиться меньшего периода загрузки топлива и более стабильной температуры в доме.

Связано это с особенностью работы традиционных ТТ котлов, их высокой инерционностью. После того как закладка топлива разгорится, можно только немного (манипулируя заслонками) изменять интенсивность горения. На пике, если объем системы небольшой, теплоноситель вполне может закипеть. Это может привести к выходу из строя как самого котла (один из вариантов), так и элементов системы. Потому решение этой проблемы — первоочередное.

Визуализация — отличная вещь. Сразу становится понятнее, как все подключать

Обеспечение стабильной температуры в дома — тоже важная задача, как и увеличение промежутка между необходимыми топками. Всем хочется тепла и комфорта. И их можно обеспечить.

Еще одна особенность твердотопливных котлов — образование конденсата. Он выпадает на стенках теплообменника, когда температура в обратке падает примерно до 30°C. Конденсат — очень едкая жидкость, которая разъедает даже прочные материалы, значительно сокращая срок эксплуатации котла (на 5-7 лет). Поэтому борьба с конденсатом тоже важна. Для этого тоже есть решение и не одно.

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:

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:

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.

Схемы с принудительной циркуляцией (с насосом)

Решить проблему низкой эффективности можно установив в систему циркуляционный насос — он ускоряет движение теплоносителя. Если насос имеет несколько скоростей работы, с его помощью можно изменять количество переносимого тепла (регулировать температуру в некоторых пределах). Недостаток — обвязка твердотопливного котла сложнее, больше требуется устройств. Но за счет использования труб меньшего диаметра разница в цене системы не слишком отличается.

Так выглядит котельная с твердотопливным котлом, расширительным мембранным баком и теплоаккумулятором

Ставят насос обычно на обратке, мотивируя это тем, что температуры тут ниже и оборудование будет служить дольше. Несколько десятков лет назад это имело смысл, сегодня насосы для отопления делают из термостойких материалов, так что можно поставить и на подаче. Даже недалеко от котла (до первого ответвления). При установке обратите внимание, чтобы циркуляционный насос проталкивал воду в направлении к котлу, а не от него (на корпусе имеется стрелка, которая показывает направление движения теплоносителя).

Стрелка на корпусе циркуляционного насоса показывает направление прокачки теплоносителя

Самый простой вариант с принудительной циркуляцией

Обратите внимание, в схеме обвязки твердотопливного котла на рисунке ниже, присутствует бойлер косвенного нагрева — это самый простой способ обеспечить горячую воду для дома.

Справка.

Бойлер косвенного нагрева – это накопительный водонагревательные приборы, который, в отличие от бойлера прямого нагрева (газового, электрического) не имеет собственного водонагревательного элемента. В качестве последнего выступает внешнее устройство – отопительный прибор или система. В нашем случае, нагрев воды в бойлере происходит за счет движения нагретого теплоносителя системы отопления, который проходит через змеевик, расположенный внутри бойлера.

Бойлер подключен перед первым радиатором — так быстрее будет нагреваться вода. В данном варианте движение теплоносителя через бойлер отключается, когда закрывают отсечной кран. В этом случае все тепло идет в радиаторы. Когда надо нагреть воду — открываете кран. Радиаторы получают меньше тепла, но вода греется быстро.

Обвязка твердотопливного котла с циркуляционным насосом

Циркуляционный насос стоит на подаче, что вполне допустимо (при покупке проверяйте температурный диапазон эксплуатационных температур — должен быть 110°C и более). Также в наивысшей точке системы устанавливается автоматический воздухоотводчик, расширительный бак и группа безопасности.

Еще обратите внимание на два крана, которые стоят перед котлом и после него — они нужны для текущего ремонта. Если в отопительный сезон выйдет из строя котел, перекрыв краны, его можно будет ремонтировать. Сливать воду из системы при этом нет необходимости — очень удобно и практично. Кстати, хорошо бы поставить кран и перед бойлером — его тоже можно будет снять для ремонта/профилактики без слива системы.

Если подключить твердотопливный котел по этой схеме, работа системы будет более эффективной (быстрее движется теплоноситель, перенося большее количество тепла). Еще один плюс — есть возможность регулировки температуры — если взять насос с несколькими скоростями. Приятное дополнение — трубы меньшего диаметра, располагать их можно и под радиаторами — при достаточной мощности, циркуляционный насос протолкнет теплоноситель.

Есть и минусы. Первый — энергозависимость. Если отключения электроэнергии не редкость — ставьте источник бесперебойного питания с аккумулятором или/и генератор. Второй минус — обвязка твердотопливного котла по этой схеме не решает вопрос образования конденсата.

Решаем проблему конденсата

Конденсат в теплообменнике образуется когда температура воды в обратке ниже 50-60°C. Решается проблема при помощи перемычки между подачей и обраткой и трехходового смесительного термостатического клапана с выносным датчиком. Имеет он три патрубка для подключения. Один из входов всегда открыт, два других открываются/закрываются по сигналу от датчика. Так как клапан смесительный, он не резко переключает потоки, а постепенно. Когда температура теплоносителя начинает приближаться к граничной, он начинает понемногу сдвигаться, частично открывая вторую петлю.

Трехходовой клапан ставят на обратке — за 50-90 см до входа в котел (задействованы два входа). При установке клапана обратите внимание, чтобы всегда открытая сторона была направлена в сторону котла (при других положениях схема работать не будет). Третий вход подключается к подаче, выносной датчик запускают в трубу обратного трубопровода.

Правильная обвязка твердотопливного котла

Работает это следующим образом:

Пока температура теплоносителя в обратке выше нормы, подмес горячей воды перекрыт (вентиль в закрытом положении).
При понижении температуры ниже выставленного предела (зависит от параметров системы, но обычно ставят 40°C), датчик подает сигнал на открытие вентиля. Часть горячего теплоносителя подмешивается к остывшему, температура повышается.
При повышении температуры выше второго порога (60°C), вентиль закрывается.

Таким образом, в котел поступает теплоноситель такой температуры, при которой конденсат не образуется. Минусы в этой схеме обвязки твердотопливного котла есть — возможность перегрева существует.

Рассмотрим узел подмеса подробнее — в большинстве схем обвязки котла на твердом топливе он присутствует, так как другого способа борьбы с конденсатом пока не придумали.

Узел подмеса горячей воды в обратку

Защита от перегрева теплоносителя

Одна из бед твердотопливных котлов — возможность перегрева теплоносителя. Если не принять меры заблаговременно, даже обнаружив закипевший теплоноситель, вы немногое можете сделать: затушить котел не самая простая задача. Поэтому эту проблему надо решать аппаратными методами.

Не так просто остановить нагрев ТТ котла

Первый способ — охлаждение теплообменника

Один из способов не допустить закипания теплоносителя — охладить теплоноситель. Для этого при обвязке твердотопливного котла делают два контура — один для отвода перегретого теплоносителя в канализацию, второй — для добавления холодной воды в перегретый теплоноситель. Этот вариант возможен, только если в системе отопления у вас вода (не антифриз), а также в котлах со стальными теплообменниками (чугунный теплообменник при резком перепаде температур может лопнуть). Реализуется эта схема обвязки на основе клапана аварийного охлаждения.

Обвязка ТТ котла с защитой от перегрева с клапаном аварийного охлаждения теплообменника

Удобно это сделать с четырехходовым клапаном, с выносным погружным датчиком температуры. К одному его входу подключается подача котла, противоположный выход выводится в канализацию — это магистраль для сброса закипевшего теплоносителя. К другой паре входов подключается отвод от обратки и труба подачи холодной воды из водопровода — это магистраль добавления холодной воды в теплоноситель. Обратите внимание, холодная вода подмешивается в обратку после циркуляционного насоса, перед котлом.

Эта обвязка твердотопливного котла работает только при наличии давления в системе водоснабжения. Если у вас холодное водоснабжение сделано из скважины или колодца, при отсутствии электричества она будет неработоспособной. Чтобы обезопасить себя и на этот случай, в систему добавляют мембранный бак с холодной водой. Чтобы вода из гидроаккумулятора не попадала в систему, устанавливают обратный клапан (на схеме ниже прямоугольник со стрелкой).

Добавить мембранный бак с холодной водой для аварийного охлаждения теплообменника в твердотопливном котле

Второй способ — подмес теплоносителя из обратки в подачу

Этот способ позволяет делать обвязку пластиковыми трубами (ПВХ), ставить их можно только после узла подмеса. Эта схема обвязки очень напоминает описанную в предыдущем пункте — для борьбы с конденсатом. Разница в том, что смесительный трехходовой клапан устанавливается другой: он срабатывает на превышение температуры. Также ставится он на трубопроводе подачи (всегда открытый вход направлен в сторону системы отопления).

Схема подключения твердотопливного котла трубами ПВХ

На клапане выставляете тот предел, который длительное время выносят ваши трубы или другое оборудование. При превышении температуры в подаче выше нормы, открывается подача остывшего теплоносителя из обратки. Закрывается подача когда температура понизится. Таким простым способом удается избежать попадания перегретого теплоносителя в систему.

Как видите, один способ охлаждает теплообменник, второй защищает элементы системы. В идеале их используют совместно.

Теплоаккумулятор — зачем?

Во-вторых, теплоаккумулятор исключает резкие скачки температуры, которые характерны для дровяных и угольных котлов. При установке аккумулирующей емкости, резкие изменения температуры тоже исключены, так как из-за большего объема система становится более инерционной. И это плохо, если ее приходится запускать заново. Потому для домов периодического проживания (дач) такой вариант не подходит.

Схема с баком для аккумуляции тепла

Большая инерционность намного лучше с точки зрения комфорта при постоянном проживании в доме: в емкости теплоаккумулятора находится большое количество теплой воды. После того как котел потух, температура в доме поддерживается благодаря циркуляции нагретого ранее в емкости теплоносителя. Этим достигается более стабильная температура, и более редкие топки. Потому обвязка твердотопливного котла с теплоаккумулирующей емкостью используется только и исключительно для домов постоянного проживания.

Обратите внимание, что при обвязке твердотопливного котла с аккумуляторной емкостью, трехходовой клапан ставится по-другому:

Подключение второго котла к твердотопливному

Последовательная схема включения двух котлов: ТТ и электро

Цикличность работы котлов на дровах и угле доставляет довольно много неудобств, одно из которых — остывание дома после затухания котла. В холодный период это действительно проблема. Решается она установкой комбинированного или второго котла, на другом виде топлива.

Параллельно или последовательно?

Если котлов два, то к системе их можно подключить один за другим — последовательно или параллельно. Оба варианта имеют достоинства и недостатки.

Подключение двух котлов через тепловой аккумулятор

При параллельном подключении электрокотла к твердотопливному, схема более сложная. Необходима автоматика, которая отслеживает понижение температуры в системе, краны с электроприводом, отсекающие остывающий котел по команде датчиков. А все это повышает стоимость, да еще обвязка твердотопливного котла становится более сложной.

Читайте также: