Система отопления частного дома с твердотопливным котлом и электрокотлом своими руками

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 19.09.2024

Электрокотлы являются самыми простыми в монтаже и подключении, они не требуют организации дымохода и приточно-вытяжной вентиляции, отдельного помещения под котельную. Поскольку стандартные ТЭНовые модели уже содержат все необходимые элементы и узлы (циркуляционный насос, расширительный бак, группу безопасности и т.д.), при организации простой системы отопления, коммуникаций вокруг электрокотла минимум.

Все эти факторы позволяют имея базовые навыки и знания установить и подключить электрокотел самостоятельно, без привлечения мастеров. Но обратите внимание, что условием предоставления гарантии у большинства производителей является выполнение монтажа специализированной сервисной организацией. Впрочем, простота монтажа положительно влияет и на стоимость работы мастеров.

Читайте в статье

Правила и требования к установке

Электрокотлы имеют компактные размеры, нуждаются в минимуме обвязки и имеют современный дизайн, что позволяет устанавливать их в любом месте.

Выбор места установки электрокотла более обширен, чем у газовых или твердотопливных. Электрокотлы могут быть установлены в жилой зоне, например, коридоре, прихожей или на кухне, но учитывайте, что к нему в любом случае нужно тянуть трубопровод, проводку, заземление и прочие коммуникации. В ванной и санузле установка электрокотла запрещена.

Требования к поверхности монтажа также минимальны, это может быть в том числе и деревянная стена, но в таком случае нужно изолировать место монтажа слоем негорючего материала (базальтовый картон, ксилолитовый лист).

Защитная огнеупорна плита при монтаже электрического котла на деревянную поверхность.

Также производители предъявляют требования к пространству вокруг электрокотла, необходимому для обеспечения обслуживания и ремонта. Значения отличаются в зависимости от модели, поэтому перед планированием места монтажа и обвязки необходимо узнать их в инструкции по эксплуатации. Обычно это:

от 0,7 м сверху котла;
от 0,5 м по бокам (в том числе до трубопровода) и снизу;
от 0,7 м перед котлоагрегатом;
не менее 3 см между стеной и котлом.

Например, для известной модели Bosch Tronic Heat 3500 необходимо всего лишь 0,6 м снизу и 0,2 м с других сторон. Любые другие дополнительные требования к монтажу всегда описаны в инструкции по эксплуатации, практически во всех случаях ее можно найти в электронном виде.

Схемы отопления частного дома с электрокотлом

Самая простая схема отопления частного дома с принудительной циркуляцией ТЭНовым моноблочным электрокотлом, в котором уже имеются расширительный бак, циркуляционный насос, предохранительный клапан и воздухоотводчик. Схема отопления частного дома с простым электрокотлом, не имеющим расширительного бака и циркуляционного насоса. Упрощенная схема применения электрокотла в качестве резервного отопительного оборудования в связке с основным котлом и буферной емкостью . Электрокотел можно использовать во время действия ночной зоны суток со сниженными тарифами, а днем буферная емкость еще длительное время будет отдавать накопленное тепло. Схема подключения двухконтурного электрического котла. Схема отопления с электрокотлом и теплыми полами. Для развода теплых полов на несколько контуров используются гидроколлекторы.

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Монтаж электрокотла на стену

Очистите стену от пыли и грязи.
Монтажный набор: навесная монтажная пластина, дюбели и винты, как правило идут в комплекте с котлом.
Сделайте на стене разметку в соответствии с крепежной планкой и просверлите отверстия соответствующего дюбелям диаметра (обычно Ø 10 мм), вставьте дюбели в отверстия.
Подвесьте котел на резьбовые крюки, после чего закрутите винты.

В зависимости от модели, крепежные элементы могут незначительно отличаться. При монтаже моделей Protherm Скат нужно закрепить монтажную планку, а затем просто подвесить на нее котел. Подробный алгоритм всегда указан в инструкции.

Как выбрать внешний термостат для электрокотла и экономить на отоплении до 30% каждый месяц

Организация обвязки

Для ТЭНовых электрокотлов в моноблочном корпусе, которые уже имеют все необходимые элементы системы достаточно подвести к соответствующим патрубкам подающую и обратную линии. К обратке через кран подпитки необходимо подвести запуск воды в систему.

Для простых ТЭНовых котлов без циркуляционного насоса и расширительного бака все элементы присоединяются в соответствии с одной из схем, приведенных выше .

Сначала на специальные крепления монтируется гидроколлектор и расширительный бак.
Далее в соответствии со схемой прокладываются разводка труб с установленными на них циркуляционным насосом, фильтром, группой безопасности .

На схемах обвязки электрокотла изображены не все отсекающие запорные краны, которые желательно устанавливать перед и после каждого элемента обвязки, чтобы в случае неисправности его можно было заменить, не спуская воду со всей системы отопления. Для надежности конструкции закрепляйте раскачивающиеся участки к стене с помощью жгутов. Все резьбовые соединения рекомендуется проводить с использованием уплотняющей ленты.

Подвод электрической проводки и подключение к ней электрокотла

Электрические котлы имеют большую мощность и подключать к розетке разрешено лишь маломощные модели до 3,5 кВт, обычно используемые в квартирах. В иных случаях подключение осуществляется исключительно напрямую.

Подключается котлоагрегат к электрической сети через диффеенциальный автомат защиты или связку УЗО + автоматический выключатель (по 1 выключателю на каждую фазу). Силовой кабель должен иметь достаточное сечение, рассчитать которое можно, например, исходя из мощности электрокотла.

Так, при электрокотле мощностью 18 кВт (трехфазная сеть) и использовании кабеля с медными жилами, его сечение должно быть 10 мм 2 (согласно ПУЭ допустимая нагрузка до 19 кВт). Обычно точные значения сечения кабеля и номиналы указаны в паспорте электрокотла.

Пример таблицы из инструкции по эксплуатации Protherm Скат 9KR 13.

Сама электрическая схема подключения одинакова для всех электрокотлов, разница лишь в количестве фаз.

При подключении к однофазной электросети достаточно подключить фазу к любому из контактов (U, V или W). При подключении электрокотла к трехфазной (380 В) электросети необходимо вытащить перемычку (см. схему) и подключить к каждому из 3-х контактов фазу. Ноль и заземление (N и PE соответственно) в каждом из случаев подключается одинаково.

Пример блока контактов Protherm Скат, подключение идет к трехфазной электросети.

Также мы рекомендуем подключать электрокотел через стабилизатор напряжения , поскольку выход из строя автоматики вследствие скачков напряжения в наших условиях – частая проблема.

Подключение автоматики электрического котла через магнитный пускатель.

Заземление

Электрические установки большой мощности, к которым относятся и бытовые электрокотлы, требуют качественного заземления с соблюдением всех норм и требований. От корпуса котла должен идти провод необходимого сечения до внутреннего распределительного щита заземления, если оно уже организовано, или напрямую до вкопанных в почву электродов, если заземления в загородном доме нет.

Наружная часть защиты должна находиться в месте, где гарантированно никого не будет в момент пробоя электросети, но желательно не далее 1 метра от фундамента дома.

Порядок работ:

Прокопайте лопатой треугольник и подвод к нему глубиной 0,5-0,7 м, длинна сторон треугольника – 1,2 м. На фото – пример траншеи и уже готовой заземляющей конструкции.
Заострите болгаркой и забейте в землю по вершинам треугольника вертикальные заземлители – металлические уголки 50*50 длинной 2,1-2,2 метра. Они лишь немного должны торчать из земли, чтобы в дальнейшем к ним можно было приварить горизонтальные заземляющие пластины.
Образуя стороны треугольника, приварите к вертикальным электродам 3 полоски металла длинной 1,2 м, шириной 4 см и толщиной не менее 4 см.
Приварите к ближайшей вершине треугольника и проведите по траншее к фундаменту дома полосу из нержавеющей стали 4)*4 мм.
Соедините заземляющий провод идущий от распределительного щита или корпуса электрокотла болтовым соединением.
Засыпьте конструкцию землей.

Пробный запуск котла

Проверьте изоляцию всех проводов, надежность соединительных муфт, кранов и стыков труб.
Запустите воду в систему отопления через кран подпитки, открывая вентиль не полностью, чтобы вода набиралась под меньшим давлением.
Спустите воздух через воздухоотводчик, в некоторых моделях имеется автоматический воздухоотводчик.
Проконтролируйте давление в системе с помощью манометра, точные номинальные значения указаны в паспорте электрокотла, обычно это 1,3-2,0 бар в рабочем режиме и 1,0-1,3 бар при отключенном котле.

Не забывайте, что согласно инструкции большинства производителей, подключение и ввод в эксплуатацию должен проводиться лишь сертифицированными специалистами, в противном случае гарантия будет не полной.

Стоимость подключения электрического котла отопления

Цены на подключение зависят от объема работ, который необходимо произвести, региона и фирмы/мастера. В Москве и Подмосковье стоимость работ в среднем 4 200-12 500 руб., в Санкт-Петербурге – 3 900-8 000 руб., а в регионах – 3 500-7 000 руб. В стоимость входит монтаж и подключение исключительно электрокотла, реже – электрического котла и 1 радиатора.

Стоимость подключения прочих элементов системы отопления таких, как расширительный бак, циркуляционный насос, бойлер косвенного нагрева или теплые полы рассчитывается отдельно и может составлять еще 2-5 тыс. рублей. Срок выполнения работ в среднем 2-4 дня.

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: