Обвязка котла отопления своими руками: схемы для напольных и настенных котлов

Обвязка котла отопления — это система трубопроводов и оборудования, предназначенная для обеспечения радиаторов теплоносителем. Проще говоря, это все, кроме батарей. Не стоит пугаться обилия труб, устройств и технологических этапов. После прочтения статьи вам эта работа будет по плечу. А если устроена обвязка котла отопления своими руками, то и служить она будет дольше, и финансовых средств «отберет» меньше.

Содержание статьи:

• Выбор мощности отопительного котла
• Виды отопительных котлов
  • Котлы автономного отопления и принцип действия
  • Твердотопливные котлы ручной загрузки
• Виды и схемы отопления
  • Открытая схема отопительной системы
  • Закрытая схема отопительной системы
  • Однотрубная система отопления
  • Двухтрубная система отопления
• Реализация системы отопления
  • Приобретение необходимого оборудования
  • Особенности монтирования котлов отопления
  • Выбор и монтаж расширительного бака
  • Установка циркуляционного насоса
  • Автоматические воздухоотводные клапаны
  • Выбор места и монтаж коллектора
  • Выбор материала труб для однотрубной системы
  • Трубы для двухтрубной системы
• Видео рекомендации по выбору и монтажу

Выбор мощности отопительного котла

Первый шаг – это выбор отопительного котла, с производительностью которого нужно заранее определиться.

На расчет необходимой мощности отопительного агрегата влияет множество факторов, это:

• объем здания;
• количество окон и общая площадь остекления;
• число и площадь дверных проемов;
• теплопроводность материалов, использованных при сооружении стен;
• степень утепления несущих конструкций;
• среднегодовая температура в регионе строительства;
• расположение здания, т.е. на какую из сторон света выходит основной, по традиции наиболее остекленный, фасад.

Однако есть усредненный показатель, который без углубленных вычислений позволяет определить требующуюся производительность. Для средней полосы за отправную точку (но не руководство к действию!) можно принять 1 кВт на 10 м? отапливаемой площади. К расчетной мощности котла отопления, необходимо обязательно, добавить запас не менее 20%.

Далее необходимо определиться с типом отопительного котла: автономный или ручной загрузки.

Тепло для обогрева зданий получают путем переработки топлива в котлах, нагревающих теплоноситель

Виды отопительных котлов

Условно котлы отопления можно разделить на автономные и ручной загрузки.
Автономные котлы в зависимости от используемого топлива бывают:

• газовые;
• жидкостные;
• твердотопливные на пеллетах;
• электрические.

Порядок в списке определяет стоимость отопления в зависимости от вида топлива: газовые котлы будут самыми дешевыми в эксплуатации. Котлы оснащены автоматикой поддержания заданной температуры теплоносителя. Могут работать круглый год весь срок службы. Бывают настенного монтажа и напольные.

К котлам ручной загрузки относятся котлы на твердом топливе. В качестве топлива используются дрова, торф, уголь. Требуют участия человека для загрузки топлива. Поддержание нужной температуры теплоносителя, также входит в обязанности человека. Исполнение котлов – напольное. Оснащаются минимальным набором автоматики.  Отопительные котлы бывают одно- и двух- контурными. К двухконтурному котлу подключают водопровод, сооружают который для подогрева горячей воды.

Системы отопления с нагревательным котлом должны обеспечивать необходимую температуру в обрабатываемых помещениях. Схему обвязки следует ориентировать на равномерность поставки тепла ко всем приборам

Котлы автономного отопления и принцип действия

В большинстве современных газовых котлов для автономного отопления температура теплоносителя поддерживается автоматически. Внутри агрегата находится теплообменник, подогреваемый горелкой на жидком или газообразном топливе. Термодатчик котла постоянно отслеживает температуру теплоносителя.

Как только температура достигла заданной отметки, горелка тухнет и нагрев прекращается. При падении температуры теплоносителя ниже заданного предела, горелка разжигается вновь. Такие циклы розжига-затухания могут происходить довольно часто, ничего страшного в этом нет.

Если планируется устройство системы отопления с высокой производительностью, то возникает вероятность перегрева теплоносителя. В таких схемах обвязки необходимо предусмотреть термоаккумулятор

Подавляющее большинство устанавливаемых котлов отопления нагревают теплоноситель путем переработки газа или жидкого горючего. Этому способствует повсеместная газификация и высокая надежность котлов.

В схемах обвязки с твердотопливными котлами не предусмотрена регулировка подачи тепла, т.к. процесс горения контролировать невозможно. В случае прекращения горения перестает действовать циркуляционный насос (кликните для увеличения)

Плюсы газовых и жидкотопливных котлов:

• простота обслуживания;
• множество систем безопасности, часто дублирующих;
• часть оборудования входит в комплект (циркуляционный насос, манометр).

Безусловное достоинство заключается в высоком КПД, которое в среднем составляет 98%.

По системам отопления может циркулировать вода температурой не более 105°С, пар с нагревом до 130°С или воздух до 60°С. При превышении рабочих параметров срабатывает группа безопасности

Есть и минусы:

• в случае отсутствия электричества, вся система останавливается, создается угроза разморозки;
• высокая цена;
• циркуляционный насос работает круглосуточно;
• могут применяться только в закрытых системах.

При установке автономного котла, нужно учитывать постоянные затраты на электроэнергию. Циркуляционный насос работает постоянно, независимо от того, ведется нагрев теплоносителя или нет.

Твердотопливные котлы ручной загрузки

В твердотопливных котлах загрузка и розжиг топлива происходят вручную. Регулировка интенсивности горения может производится в ограниченном диапазоне. Время работы определяется временем горения топлива одной загрузки.

Твердотопливные котлы являются наиболее универсальным решением, к их плюсам можно отнести:

• независимость от электричества;
• могут применяться в закрытых и открытых системах;
• низкая цена.

Агрегаты этого типа работают на самом доступном виде топлива.

Есть существенные минусы:

• как правило, поставляются с минимальным набором оборудования;
• требуют постоянного контроля со стороны человека;
• имеют низкий КПД.

Для решения традиционных «зимних» проблем одним из вариантов может быть применение в одном отопительном контуре двух котлов разных типов. В обычном режиме работает автономный котел, а в случае аварии на газовой или электрической линии, вручную запускается твердотопливный отопительный агрегат.

Такая схема не позволит переохладиться отопительной системе и замерзнуть. Вторым вариантом, может быть применение специального, не замерзающего теплоносителя – антифриза.

От типа нагревательного агрегата во многом зависит выбор схемы обвязки котла отопления.

При установке твердотопливного котла очень важно соблюдать все расстояния от стен

Виды и схемы отопления

Цель системы отопления заключается в переносе тепловой энергии от котла к радиаторам отопления. Перенос энергии осуществляется посредством циркуляции теплоносителя.

Отопительный контур может быть реализован следующими способами:

• открытая однотрубная схема;
• закрытая однотрубная схема;
• закрытая двухтрубная схема.

Двухтрубная закрытая схема отопления является наиболее прогрессивной, обладает самым высоким КПД. Однако, является наиболее дорогой и сложной в реализации.

При нагревании, в системе отопления происходит увеличение объема теплоносителя, избыток теплоносителя собирается в расширительный бак. При остывании происходит обратный процесс: теплоноситель уменьшается в объеме, система отопления засасывает теплоноситель из расширительного бака. По способу организации расширительного бака, системы делятся на открытые и закрытые.

Открытая схема отопительной системы

При открытой системе расширительный бак открыт, свободно сообщается с атмосферой.Общая схема расположения такая:отопительный котел располагается в самой нижней точке, расширительный бак – в самой верхней, относительно радиатора отопления. Чем больше разница в высоте расширительного бака и самого верхнего радиатора отопления, тем лучше.

Циркуляция теплоносителя, в открытой однотрубной системе происходит естественным путем, движется нагретая вода или смесь ее с антифризом за счет гравитации. Охлаждаясь теплоноситель становится тяжелее, из-за чего постепенно опускается в нижний уровень системы. Тяжелое вещество выталкивая более легкий, горячий теплоноситель. Так они постоянно чередуются, т.е. происходит движение теплоносителя по кольцу отопительной системы.

Схема обвязки котла в открытой системе отопления не требует обязательной установки контрольных приборов. В случае перегрева она самопроизвольно избавится от избытка теплоносителя (кликните для увеличения)

У такой организации отопительной системы есть свои достоинства:

• самая простая схема;
• нет необходимости в электричестве, потому что теплоноситель движется самотеком;
• слабая чувствительность к аварийному повышению давления (например, при закипании).

На устройство системы с естественным движением теплоносителя понадобится меньше всего денежных средств, потому что ее нет смысла оснащать автоматикой, перепускными клапанами, циркуляционным насосом.

К сожалению, есть существенные недостатки:

• постоянный контакт теплоносителя с воздухом, приводит к загазованности;
• возможность охлаждения теплоносителя в морозы;
• относительно медленная циркуляция теплоносителя;
• невозможно добиться одинаковой температуры радиаторов отопления;
• необходим большой объем теплоносителя.

При открытой системе, постоянный контакт теплоносителя с атмосферным кислородом, приводит в повышенной коррозии трубопроводов и радиаторов. Образование различных загрязнений снижает эффективность отопительной системы в общем.

С алюминиевыми и биметаллическими радиаторами такая система работает плохо.

При проточной системе с естественной циркуляцией важно соблюдать уклоны. Расширительный бак находится в самой верхней точке системы

Открытая однотрубная система отопления является наиболее простой в реализации и наименее эффективной. Применяется с котлами ручной загрузки. Используется, преимущественно, для отопления небольших частных построек в один два этажа.

Закрытая схема отопительной системы

При закрытой схеме системы отопления расширительный бак выполнен в виде стальной емкости, внутри которой находится резиновая груша или мембрана под давлением воздуха. При расширении теплоносителя, груша сжимается и освобождает дополнительный объем.

В закрытой системе отопления избыток давления при перегреве теплоносителя отводится с помощью крана Маевского

Принудительная циркуляция теплоносителя позволяет значительно быстрее и равномернее прогревать все радиаторы отопления. При этом, теплоноситель посредством специальных воздухоотводных клапанов единожды избавляется от всех имеющихся в нем газов. Трубопроводы остаются чистыми и коррозии не происходит.

Схема расположения котла и расширительного бака может быть любой: котел может находиться в подвале или на первом этаже. Расширительный бак, как правило, устанавливается рядом с котлом.

Преимущества закрытой системы:

• чистый теплоноситель;
• гарантированная циркуляция
• свободное расположение оборудования;
• минимальное количество теплоносителя;
• небольшой диаметр трубопроводов.

Недостатки закрытой системы:

• постоянное избыточное давление;
• повышенная стоимость.

Закрытая, однотрубная система отопления остается, достаточно недорогой, позволяя применять все виды котлов.

При закрытой системе отопления есть свобода монтажа. Расширительный бак может быть рядом с котлом

Однотрубная система отопления

По способу движения теплоносителя по схеме трубопровода и включенным в него приборам отопительные системы делятся на одно- и двухтрубные.

При однотрубной системе отопления от котла тянется основная магистраль большого диаметра – подача. Она выступает в роли транспортировщика горячего теплоносителя и сборщика его в остывшем виде. К магистрали двумя более тонкими трубами последовательно подключаются радиаторы отопления. Одна из них принимает теплоноситель, вторая выпускает.

Теплоноситель поочередно проходит все батареи, расставаясь по пути с частью тепловой энергии.

Однотрубная категория делится на два подвида:

• Проточная. В проточной схеме нет подающего стояка как конструктивного элемента. Радиаторы верхнего этажа соединены с аналогами на расположенном ниже этаже. В этой схеме нельзя использовать регулировочные краны, чтобы не перекрывать доступ теплоносителя к следующим приборам.
• С байпасами. Согласно этому варианту радиаторы соединены стояками, но отделены от контура замыкающими звеньями. Теплоноситель поступает из подающего стояка. Распределяется порциями по всем приборам, в которые поступает практически в одно время, благодаря чему меньше остывает.

Отопительный контур с байпасами позволяет регулировать температуру и ремонтировать вышедший из строя прибор, не отключая целиком систему. В этом отношении проточный вариант проигрывает так же, как и по скорости остывания теплоносителя. Зато проточная разновидность проще в реализации.

В однотрубных системах с принудительной циркуляцией нагретый теплоноситель поднимается по главному стояку и распределяется по последовательно соединенным батареям

Если однотрубная схема применяется в контуре отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, обратных стояков вообще нет, а для подключения приборов применяется только верхняя разводка.

Двухтрубная система отопления

При двухтрубной системе отопления одна магистраль подает горячий теплоноситель,нагретый котлом. Вторая — принимает и отводит его в охлажденном виде обратно в нагревательный агрегат. Принимающая труба называется подачей, собирающая труба именуется обраткой. Подключение радиаторов отопления происходит параллельно.

Теплоноситель в самом холодном радиаторе имеет самую низкую температуру, соответственно сильнее остальных давит. Циркуляция теплоносителя тем интенсивнее, чем больше разница в температуре между подачей и обратной подводками. Как следствие, холодный радиатор будет быстрее прогреваться. Таким образом, температура во всех приборах, подключенных к одному коллектору, выравнивается.

Плюсы отопления с двумя трубами:

• настройка по температурным параметрам одного радиатора не влияет на остальные;
• гидродинамическая устойчивость всей системы;
• легко позволяет подключать устройства для регулировки подачи горячей воды;
• все трубопроводы можно спрятать в полах или стенах;
• высокая скорость и эффективность.

Двухтрубные системы бывают с верхней и нижней разводкой, с тупиковой и попутной транспортировкой теплоносителя. Бывают с естественным его движением и с принудительной циркуляцией, стимулируемой циркуляционными насосными аппаратами.

Двухтрубная отопительная система сложнее и дороже однотрубной, но по степени создания комфортных условий существенно превосходит ее (кликните для увеличения)

В контурах с естественной циркуляцией котел устанавливается

Из минусов можно выделить следующие:

• двойное количество трубопроводов;
• сравнительно высокая цена;
• необходимость в применении запорной и регулирующей арматуры.

Двухтрубная система, несмотря на сложную конструкцию, является предпочтительным решением, особенно в применении с автономными котлами.

Разбор теплоносителя происходит с пары коллекторов

Если не прибегать к сложным теплотехническим расчетам, то можно воспользоваться многолетним опытом строительства в средней полосе. Для сооружения подающей и собирающей магистрали применять рекомендовано двухдюймовые трубы (O 50мм), присоединяемые к котлам.Стояки выполняются из труб аналогичного размера.

Батареи в зависимости от количества секций подключаются к подаче и обратке трубами 1,5? (на 25-35 секций), 1? (на 10-25 секций), 3/4? (меньше 10 секций).

При сооружении автономной системы отопления с одним или более котлом для достижения наибольшей эффективности и комфортного микроклимата, подходит двухтрубная система. Она может применяться на любых объектах. Работает с любыми типами радиаторов отопления и любыми котлами.Выбор схемы отопления зависит от желаемого соотношения цена-качество и приобретенного отопительного котла.

Реализация системы отопления

Вооружившись необходимыми знаниями о принципах и достоинствах каждой схемы отопления, можно составить порядок действий:

• выбор схемы отопления;
• выбор котла отопления;
• приобретение необходимого оборудования;
• монтаж.

Для устройства открытой, однотрубной схемы отопления, достаточно иметь термометр (в подавляющем большинстве случаев, идет в комплекте с котлом) и расширительный бак, как правило, самодельный. Для закрытых систем, минимально необходимое оборудование сходно и рассмотрено далее.

Приобретение необходимого оборудования

В обязательный перечень оборудования для закрытых систем отопления входит:

• расширительный бак;
• предохранительный клапан сброса избыточного давления;
• циркуляционный насос;
• автоматический воздухоотводный клапан;
• в случае двухтрубной системы, коллекторы (другое название – гребенки);
• трубы.

При приобретении отопительного котла для автономного водоснабжения часть оборудования можно не приобретать. Предложенное к продаже оборудование, как правило, уже оснащено циркуляционным насосом, предохранительным клапаном, расширительным баком, манометром.

Перед выбором необходимого оборудования следует начертить схему в масштабе и составить список требующихся элементов

Особенности монтирования котлов отопления

Котлы отопления выпускают в напольном и настенном варианте. Монтируются они в зависимости от варианта исполнения.

В ряду настенных котлов есть турбированные. Это котлы, которые принудительно отводят отработанные газы и подают воздух в камеру сгорания. В таких котлах происходит сверхэффективная переработка топлива, вследствие чего, отработанные газы имеют низкую температуру. Отвод газов и подача воздуха, производится с помощью специальной коаксиальной трубы. Труба горизонтально с небольшим уклоном выводится на улицу. Уклон необходим для стекания образующегося конденсата на улицу, а не внутрь котла.

Выбор схемы обвязки настенного котла может быть только закрытого типа, поскольку все настенные котлы являются автономными.

Во всех остальных котлах, включая напольные ручной загрузки, сброс отработанных газов производится в вертикальный дымоход. Часть дымохода, выходящая на улицу, должна быть утеплена для предотвращения образования конденсата.

Для напольного, твердотопливного котла отопления необходимо прочное основание и площадка из несгораемого материала (лист железа, керамическая плитка). Схема обвязки напольного котла ручной загрузки может быть открытой и закрытой, однотрубной и двухтрубной.

При монтаже настенного котла с коаксиальной трубой. Лучшее место — наружная стена котельной, так длина трубы будет минимальной

Выбор и монтаж расширительного бака

Даже если в котле отопления уже установлен расширительный бак, настоятельно рекомендуется установить дополнительный. Объем расширительного бака выбирается исходя из объема теплоносителя. Хорошим вариантом монтажа расширительного бака будет установка на стандартной гребенке, вместе с автоматическим воздухоотводным клапаном и манометром.

Перед монтажом расширительного бака, его необходимо накачать воздухом до рекомендованного давления, обычно 1,5-2,0 Атм. Установку расширительного бака лучше делать рядом с котлом.

Для надежной работы устройства, необходимо хотя бы 1 раз в год проверять давление воздуха

Установка циркуляционного насоса

Необходимость применения дополнительного циркуляционного насоса, его параметры определяются гидротехническим расчетом. Есть несколько общих замечаний.

Эксплуатация циркуляционного насоса рассчитана на температуру порядка 60°С. Поэтому насос целесообразно монтировать на обратно трубе, с более холодным теплоносителем. Так же в целях безопасности, если теплоноситель перегреется до образования пара, при установке насоса на прямой трубе, крыльчатка насоса перестанет работать, что приведет к еще большему перегреву.

На корпусе циркуляционного насоса отчетливо отмечено направление движения теплоносителя. Ориентация у циркуляционного насоса может быть любой, однако ротор должен всегда оставаться в горизонтальной плоскости.

Допускается монтировать насос, таким образом, чтобы вал вращался во втулках скольжения. В противном случае, насос быстро выйдет из строя

Автоматические воздухоотводные клапаны

Даже при образовании воздушных карманов, для отвода газов, будет достаточного одного клапана. Рано или поздно воздух, растворяясь в теплоносителе выйдет через клапан. Однако, скорость растворения мала и на такой отвод газа может уйти до нескольких месяцев.

Правильная настройка возможна только на полностью развоздушенной системе. Чтобы не ждать несколько месяцев, необходимо установить несколько автоматических клапанов.

Хорошее место для установки автоматических клапанов – на гребенках и коллекторах.

Предохранительный клапан, манометр, автоматический воздухоотводный клапан имеет смысл монтировать вместе — в блок безопасноти

Выбор места и монтаж коллектора

Назначение коллектора — распределение теплоносителя по потребителям. Потребителями могут выступать теплые полы, радиаторы отопления, змеевики в ванных комнатах.

Конструктивно коллектор представляет собой отрезок трубы с несколькими отводами. Количество отводов должно соответствовать количеству потребителей. Для двухтрубной системы количество коллекторов как минимум составляет два. Для каждого отвода предусмотрена регулировка объема подаваемого теплоносителя.

При организации отопления двухэтажного и более дома для каждого этажа делается своя пара коллекторов. Если есть теплые полы, для них необходимо выделить отдельный коллектор. Для каждого этажа своя пара. Отдельные коллекторы необходимы по следующим причинам:

• из-за разности гидродинамического сопротивления трубопроводов между ближайшим и дальним радиаторами отопления;
• при различных характеристиках потребителей;
• для надежной настройки всей системы.

Из-за разного гидродинамического сопротивления может понадобиться установка дополнительного циркуляционного насоса в схему обвязки котла отопления, например, на коллекторе теплых полов. Для удобства регулировки коллекторы монтируют в одном месте, в специальном шкафу.

Коллектор отличное место для монтирования вспомогательного оборудования: манометров, предохранительных клапанов, расходомеров

Выбор материала труб для однотрубной системы

Для однотрубных систем самыми распространенными являются стальные трубы. Большой выбор диаметров и не высокая стоимость делают такой выбор предпочтительным.

При монтаже труб следует соблюдать уклон не менее 5мм на погонный метр. Эстетически наклонные трубы смотрятся хуже, но обеспечивают надежную циркуляцию теплоносителя, даже в случае отключения циркуляционного насоса.

Подключение радиаторов отопления, в открытой системе, производят трубой минимального диаметра 32 мм. Прямую и обратную магистрали выполняют из труб большего диаметра, минимум 50мм.

Стальные трубы — практичный материал, но подвержены коррозии и требуют покраски. Полимерные трубы обладают меньшим гидравлическим сопротивлением, потому могут применяться меньшего диаметра

Трубы для двухтрубной системы

Двухтрубная система не требует больших диаметров. Материал труб может быть разнообразным: полипропилен, металлопластик и т.д.

Главное, чтобы трубы могли выдержать давление и температуру. Поскольку двухтрубная система не требует естественной циркуляции, трубы прячут в подпольное пространство или в стены. Все трубы должны быть изолированы для предотвращения теплопотерь.

Трубы, соединяющие коллектора имеют диаметр 20-25 мм., соединяют приборы отопления 16-20 мм. соответственно.

Применение современных материалов и техники монтажа не потребует сварки. Весь монтаж производится, как в конструкторе

Каждый изгиб трубы добавляет гидродинамическое сопротивление, по возможности его следует избегать. Большая разница в гидродинамическом сопротивлении веток одного коллектора сделает трудным или невозможным регулирование.

После монтажа всех компонентов обязательно производится опрессовка повышенным давлением. Давление должно оставаться постоянным как минимум в течение суток. Если система отопления успешно прошла испытания, обвязку котла отопления, можно считать законченной.

Видео рекомендации по выбору и монтажу

Как выбрать наиболее подходящий отопительный агрегат:

Сравнительный анализ вариантов устройства системы отопления:

Рекомендации по расположению твердотопливного котла:

На первый взгляд системы отопления кажутся сложными. Вместе с тем, принципы, по которым работает система отопления, очень просты. Правильно рассчитанная и выполненная система  способна работать годами без всякого вмешательства.