Типовые схемы котельной частного дома

Отсутствие централизованного отопления в частном секторе предполагает самостоятельное обустройство обогрева жилища. В большинстве случаев «сердцем» системы выступает отопительный котел. Для его размещения необходимо обособить участок дома, соблюдая требования безопасной эксплуатации. Помимо котлов, в котельной устанавливают типовое оборудование: насосы, бойлеры, коллектора и тд. Существует множество схем обвязки котельной частного дома, но в этом материале мы остановимся на типовых и объясним, как реализовать типовые решения в доме.

Схема котельной при использовании твердого топлива

Автономный бункер для твердотопливного котла не имеет жестких требований к метражу, ключевой момент — выделение именно отдельного места, поскольку сам источник теплоснабжения монтируется на полу. Навряд ли присутствие такого прибора в коридоре или на кухне будет удовлетворять принципам эргономики, кроме того, это противоречит принципам безопасности.

Минимальные условия для эксплуатации твердотопливного оборудования:

• расстояние от стены до заслонки не менее 1,2 – 1,5 м; до боковин – 1 м; до задней части – 0,5м; до среза тройника при заднем типе подключения – 50см;
• выполнение поверхностей помещения из несгораемого материала или их оштукатуривание, облицовка минеритом;
• снабжение приточной вентиляцией, которая может быть представлена промежутком между дверью и полом или отверстием в стене;
• исключение надстроек над бункером.

Технологический состав котельной с ТТ-теплогенератором

Перечень оснащения для топки твердым топливом включает:

• котел с необходимыми баками, резервуарами и т.п.;
• комплектная группа безопасности, трехходовой смесительный клапан, циркуляционный насос в структуре обвязки обогревательного устройства;
• бойлер, нагревающийся за счет ТТ-котла, обеспечивающий жилье горячей водой;
• труба отвода дыма эффективного диаметра и высоты;
• организованный сливной комплекс на случай простоя аппарата;
• погодозависимая или настраиваемая автоматика;
• система огнеудаления и пожаротушения.

К твердому топливу относятся дрова, уголь, торф. Для их расположения также необходимо обособить некоторый участок.

План котельной с газовым котлом

Задействование в качестве теплоносителя природного газа – экономичное и продуктивное решение, но сопряженное с большим риском по причине взрывоопасности. Устроение помещения для газового котла по этой причине имеет жесткие требования, изложенные в СНиПе.

Данный вид топлива даже в незначительных количествах способен оказывать вредное воздействие на здоровье, поэтому одним из важных принципов безопасного использования газа является хорошая вентиляция. Отсутствие качественной вытяжки влечет за собой меньшую теплоотдачу при одинаковом расходе.

Схема расположение оборудования котельной частного дома зависит от его мощности и эксплуатируемого состояния газа. Сжиженная форма категорически не допускает установки источника теплоснабжения в подвале. Удельный вес такого носителя гораздо больше воздуха, при утечках он концентрируется в низовьях здания, где может инициировать взрыв.

Нет нужды подыскивать или выстраивать отдельный угол для приборов с мощностной характеристикой до 60кВТ. Вполне возможна установка в кухне, на чердаке, в кладовой и т.д., если они отвечают условиям:

• наличие окна с форточкой;
• объем не менее 15 кубометров и сверху по 0,2 кубометра на каждый выделяемый киловатт;
• высота минимум 2,5 м.

Более мощные агрегаты должны размещаться в обособленных бытовках на любом этаже, при этом цокольный следует рассматривать в последнюю очередь. Отдельно стоящие котельные должны иметь собственный фундамент с присутствием в нем определенной доли песка. Точку, где топится аппарат, необходимо привести в соответствие нормативам:

• окна от 0,5 кв.м,
• ширина дверного проема от 0,8м,
• обшивка огнеупорным материалом с пределом огнестойкости не менее 45 минут,
• наличие свободного пространства вокруг теплогенератора радиусом 0,7м и больше.

Набор технических средств газовой котельной

Применение газа для обогрева производится при участии:

• отопительного котла;
• бойлера, нагревающегося за счет газооборудования, обеспечивающего жилье горячей водой;
• распределительного коллектора, в состав которого входят циркуляционный насос, гидравлический распределитель и гребенка;
• расширительной емкости, служащей нейтрализатором увеличивающегося давления вследствие повышения температуры носителя;
• группы безопасности в комплектации из манометра, предохранительного клапана и отводчика воздуха;
• труба отвода дыма эффективного диаметра и высотой над уровнем конька крыши не менее 5м с дополнительным каналом для чистки;
• организованный сливной комплекс на случай простоя аппарата;
• навигация в виде электронной автоматики;
• система огнеудаления и пожаротушения.

Бойлер в схеме котельной

Для обеспечения частного дома горячей водой рядом с источником теплоснабжения в схема котельных частного дома применяется бак косвенного нагрева – бойлер. Основным функциональным элементом служит змеевик из стали или латуни размещенный внутри емкости и имеющий внушительную площадь поверхности. Нагревать такой теплообменник — задача горячей воды (или другой теплоноситель). Во избежание быстрого охлаждения резервуара, корпус обложен теплоизоляцией. Элемент в современных моделях оснащен магниевым анодом, препятствующем развитию коррозийных процессов и увеличивающем срок службы детали. Предохранитель, термодатчик и манометр в составе группы безопасности защищают устройство от высокого давления.

Принцип действия:

• бак заполняется холодной водой;
• из котла в теплообменник поступает горячий носитель;
• нагретая поверхность змеевика отдает тепло водной массе;
• из выходного отверстия поступает теплая жидкость.

Встроенная в модификации последнего поколения навигационная панель позволяет регулировать подачу в теплообменник, благодаря температурному датчику. По габаритам оборудование имеет существенный размах – от 80-100л до 1400-1500л. В модельном ряду присутствуют и такие, которые наряду с возможностью нагреваться за счет котла способны питаться от электричества и других источников энергии.

Установка предполагает соблюдение некоторых правил:

• расположение в максимальной близости от теплогенератора (котла);
• организация ровной нескользкой поверхности;
• оснащение гидроаккумулятором для предупреждения теплового расширения;
• монтаж на всех контурах шаровых кранов для комфортной и безопасной эксплуатации;
• обустройство обратными клапанами для предотвращения противотока;
• врезка фильтров для повышения качества жидкости;
• правильная позиция одной или нескольких единиц насосов, когда ось мотора размещена по горизонтали.

Схема с гидрострелкой

Гидрострелка в схемах котельных дома препятствует возникновению теплового удара. Суть ее действия состоит в разделении и увязке нескольких контуров.

Осуществление разовой работы отопления, горячего водоснабжения, теплых полов предполагает непостоянную нагрузку и изменчивость термогидравлических свойств (температуры, перепадов давления) сетей. Источник теплоснабжения плохо переносит нестабильность, поэтому между ним и ветвями-потребителями устанавливается гидравлическая стрелка.

Основная функция устройства – задание теплоносителю нужного направления в автоматическом режиме во избежание теплового удара.

Значение теплоаккумулятора в котельной

Тепловые аккумуляторы, иначе называемые буферными емкостями, наиболее эффективны в схемах котельных частного дома с твердотопливными котлами. Их применение позволяет создать контуры с естественной циркуляцией. Это те пути, по которым двигается теплоноситель при отключении электроэнергии, и, как следствие, прекращении работы насоса.

Принцип действия теплогенератора с теплоаккумулятором следующий:

• одновременно с подачей тепла в отопительную систему источник теплоснабжения нагревает носитель в буферной емкости;
• после выключения ТТ-котла термодатчик сигнализирует насосу, который инициирует подачу накопленного в емкости теплового аккумулятора носителя в сеть;
• при достижении необходимого температурного режима датчик подает сигнал о выключении, и теплоподача останавливается.

Остывание теплоносителя происходит медленно, благодаря хорошей теплоизоляции. Циклы запуска и остановки насоса происходят много раз, пока вода в теплоаккумуляторе не остынет.

При обвязке с обогревательным оборудованием следует избегать большого количества поворотов и колен. Диаметр труб должен соответствовать патрубкам котла.

Значение буферной емкости:

• повышение безопасности;
• экономическая выгода;
• создание более комфортных условий.

Эксплуатация двух котлов в котельной

Сегодня схема с двумя котлами весьма в котельных частного дома востребована. Ключевое значение заложено в вопросе их консолидации. Решением задачи занимается автоматизация работы оборудования.

Ручное переключение между котлами производится самостоятельным закрытием двух кранов. Два оставшихся при этом остаются открытыми. В автоматическом режиме функции регуляторов берут на себя 2 обратных клапана для предотвращения ненужных движений через отключенное оборудование.

Пути перемещения теплоносителя в автоматизированном процессе всегда свободны. Насос функционирующего котла в любом случае гонит его через бездействующий агрегат по малому кругу. Проблему холостого хода призваны исключить обратные устройства, расположенные, к примеру, на возвратной ветке.

Еще одним элементом автоматики является термостат, сигнализирующий оборудованию о прекращении работы. Пока этого не произойдет, теплоноситель будет бесполезно кружить в схеме через остановившийся аппарат, создавая помехи для деятельности включенного прибора.

Основные принципиальные схемы котельной с оборудованием

Тепловая схема котельной предназначена для графического изображения основного и вспомогательное оборудование, и взаимосвязи с помощью инженерных сетей. Такие схемы являются обязательными при разработке проектной документации, их выполняют с использованием элементов, утвержденных СНИП.

На схеме отмечают потоки движения теплоносителя по трубам к приборам отопления, котлу, баку и насосу. На линиях указывают расположение регулирующей арматуры и приборов безопасности.

Чем отличаются принципиальные и развернутые тепловые схемы

Тепловые схемы теплоснабжения бывают принципиальные, развернутые и монтажные. На принципиальной схеме котельной указывают только основное теплосиловое оборудование: котлоагрегаты, теплообменные аппараты, деаэрационные установки, фильтры химической очистки воды, питательные, подпиточные и дренажные центробежные насосы, а также инженерные сети, которые объединяют все это оборудование без конкретизации числа и месторасположения. На таком графическом документе обозначают расходы и характеристики теплоносителей.

На развернутой тепловой схеме отражается размещенное оборудование, а также трубы, с помощью которых они соединяются, с уточнением расположения запорно-регулирующей арматуры, приборов безопасности.
В случае, когда нанесение на развернутую теплосхему всех узлов невозможно, то такую ее разъединяют на составляющие части по технологическому принципу. Технологическая схема котельной дает развернутую информацию по установленному оборудованию.

Чем отличаются схемы с закрытой и открытой системой

Основным различием открытой или гравитационной системы отопления от закрытой, считается полное отсутствие устройств для принудительного перемещения теплоносителя по трубам. Этот процесс происходит только за счет температурного расширения нагреваемой жидкости.

Состав элементов в тепловой схеме котельной с открытой схемой теплоснабжения:

• Источник отопления – водогрейный котел, работающий на твердом, жидком и газообразном топливе.
• Расширительный бак, для термокомпенсации теплоносителя.
• Переливная труба термокомпенсатора.
• Подающая (горячая) магистраль со стояками отопления.
• Отопительные приборы.
• Обратная магистраль со стояками отопления.
• Вентиль слива теплоносителя.
• Вентиль подпитки тепловой сети.

Циркуляция отопления теплоносителя, в закрытой схеме котельной установки, осуществляется благодаря циркуляционному насосу (3), который устанавливается на линии выхода воды из котла (1), как правило, в его верхней части, здесь же размещен воздушник (4). Вода, нагреваясь в котле поступает в подающий трубопровод отопления и направляется к батареям (9) через терморегулирующий кран (8).

На подающей линии устанавливают расширительный бак (7), для температурной компенсации воды при нагреве, предохранительный клапан (6), для сброса аварийного давления в сети и манометр (5) для контроля рабочего давления среды.

На отопительном приборе устанавливаются кран маевского для спуска воздушной пробки (10). По ходу обратного движения теплоносителя установлен трехходовой кран (17), фильтр очистки воды (13), запорный вентиль (15) и дренажный вентиль (14).

Газ к котлу поступает через газовый кран (18) и фильтр (19) для очистки энергоносителя перед форсункой горелочного устройства. Вода для подпитки в схеме водогрейной котельной поступает из водопровода (11) через вентиль (16) на фильтр для очистки от взвешенных веществ и солей жесткости. Котел оборудован линией подачи горячей воды на собственные нужды (2).

Схема котельной при использовании твердого топлива

Твердотопливные котлы имеют определенный недостаток, который вызван высокой инертностью работы, из-за невозможности тонкой регулировки процесса горения твердого топлива.

Для того чтобы сгладить недостаток, в схеме устанавливают буферную емкость, которая набирает температуру для нагрева контура отопления и расходует тепло в течении продолжительного времени.

Такая тепловая схема котельной на твердом топливе состоит:

• Источник теплоснабжения с первичным контуром нагрева: твердотопливный котел;
• группа безопасности с предохранительным клапаном;
• буферная емкость;
• циркуляционный насос контура отопления;
• циркуляционный насос котлового контура;
• расширительный бак;
• запорная арматура, дренажи, воздушники;
• балансировочный вентиль;
• смесительный узел контура отопления, для автоматического поддержания температуры в батареях;
• смесительный узел котлового контура, для оптимального режима работы котла;
• погодозависимая или настраиваемая автоматика с сигнализацией аварийного режима.

План с электрокотлом

Электрический котел — агрегат, нагревающий теплоноситель с помощью преобразования электричества в тепловую энергию. Он применяется в качестве источников теплоснабжения для небольших пригородных домов либо, как аварийный источник с газовым или твердотопливным котлом.

Исходя из модификации таких устройств, используются разнообразные схемы подсоединения электрокотлов к отоплению. Наиболее популярной является многоуровневая система отопления с комбинацией приборов нагрева в виде радиаторов и системы «теплый пол».

Базовые элементы электронагрева частного дома:

1. Источник отопления, электрокотел.
2. Группа безопасности, с воздушником, предохранительным клапаном и манометром, для сбрасывания излишнего давления в сети.
3. Коллектор для направления воды по контурам.
4. Радиаторы.
5. Теплообменник для ГВС.
6. Расширительный бачок, для гидрокомпенсации системы.
7. Коллектор для системы «теплый пол».
8. Система теплый пол.
9. Фильтр очистки теплоносителя от взвешенных веществ.
10. Обратный клапан.
11. Циркуляционный электронасос.
12. Сети электроснабжения.
13. Автоматика безопасности с сигнализацией.

Схема с газовым котлом

Газовые котлы являются самыми экономичными и функциональными источниками отопления. В небольшом корпусе, по сути, размещается мини-котельная в частном доме.

Производители современных котлов обустраивают в корпусе все необходимое оборудование в виде насосов, расширительного бака, предохранительно сбросного клапана и воздушника. Собственнику такого оборудования остается только подключить агрегат к контуру отопления и ГВС, что существенно снижает затраты на монтаж.

Но главное преимущество комплексной сборки котла – это согласованность работы всех вспомогательных узлов, которые прошли проверку и наладку в заводских условиях.

Самая простая тепловая схема газовой котельной:

1. Источник теплоснабжения – газовый котел.
2. Группа безопасности, с воздушником, предохранительным клапаном, манометром и расширительным баком.
3. Подача теплоносителя к нагревательным приборам.
4. Обратка теплоносителя от нагревательных приборов
5. Радиаторы отопления
6. Подача водопроводной воды для подпитки тепловой сети с фильтром и запорно-предохранительной арматурой.
7. Подача водопроводной воды в контур ГВС котла.
8. Фильтр грубой очистки теплоносителя от взвешенных веществ на линии обратки.
9. Обратный клапан на линии обратки.
10. Циркуляционный насос на линии обратки.

Бойлер в схеме котельной

Существуют разнообразные варианты включения бойлера косвенного нагрева к котлоагрегатам, которые могут работать на любом виде топлива: газ, твердое и жидкое топливо.

В этой схеме с бойлером косвенного нагрева не установлена гидрострелка или распределительный коллектор. Монтаж данных элементов связан с определенными сложностями, так как создает очень сложную гидросистему.

В данной схеме используется 2 насоса циркуляции — на отопление и ГВС. Насос для отопления работает постоянно при работе котельной. Циркуляционный насос ГВС, запускается по электросигналу термостата, установленного в баке.

Термостат определяет падение температуры жидкости в баке и передает сигнал на включение насоса, который начинает циркулировать теплоноситель по контуру нагрева между агрегатом и бойлером, нагревая воду до заданной температуры.

Такая схема используется для всех модификаций источников нагрева, устанавливаемых и в водогрейной, и в паровой котельной.

Допускается определенное видоизменение схемы, когда в ней установлен маломощный котел. Электронасос отопления может отключаться тем же термостатом, который включает насос к бойлеру.

В таком варианте теплообменник греется быстрее, а отопление остановлено. При продолжительном простое, температурный режим в комнате будет падать.

Кроме того после завершения прогрева в бойлере, насос в контуре отопления включается в работу и начинает прокачивать в котел холодный теплоноситель, что вызывает образование конденсата на поверхностях нагрева котла и приводит к преждевременному выходу его из строя.

Процесс конденсатообразования также может проявляться в случае длинных трубопроводов, проложенных к батареям. При большом теплосъеме на приборах отопления, теплоноситель аналогично может сильно остыть, низкая температура обратки станет вредить работе котла.

Для защиты его от конденсата и гидравлического удара, возникающего при соприкосновении холодной воды с горячими поверхностями нагрева, в системе предусматривают защитный контур, оборудованный трехходовым клапаном.

На схеме изображена температура 55С. Интегрированный в схему терморегулятор автоматически выбирает требуемую интенсивность движения потока для поддержания температуры теплоносителя на обратке.

Обвязка с гидрострелкой

В сложных многоуровневых системах теплоснабжения для балансировки потоков жидкости на разнообразных участках схемы с индивидуальными циркуляционными электронасосами зачастую применяют гидромеханический распределитель — гидравлическую стрелку либо коллектор.

Подобная схема котельного агрегата предполагает включение бойлера косвенного нагрева через насос НБ и НР, радиаторное отопление через насос НК1 и НК2, теплый пол — через Н1.

Она имеет возможность работать и без наличия гидравлического модуля, в таком случае предусматривают установку балансировочных вентилей, чтобы компенсировать перепады давления в разнообразных «ветках» системы.

Комплектация тепломеханического оборудования:

1. Источник теплоснабжения – 2.
2. Группа безопасности, с воздушником, предохранительным клапаном, манометром и расширительным баком.
3. Подача теплоносителя к нагревательным приборам.
4. Обратка теплоносителя от нагревательных приборов
5. Радиаторы отопления.
6. Система теплый пол.
7. Бойлер косвенного нагрева
8. Фильтр грубой очистки котловой воды от взвешенных веществ на линии обратки.
9. Обратный клапан на линии обратки.
10. Циркуляционные насосы: по магистральному трубопроводу, в контуре теплого пола и бойлера косвенного нагрева.

Схема котельной с 2 котлами

Применение двух газовых агрегатов для одной системы теплоснабжения является достаточно востребованным решением среди владельцев автономного отопления при тепловой мощности системы выше 50 кВт.

Это может быть и большая обогреваемая площадь объекта, и наличие дополнительных тепловых нагрузок в виде горячей воды или установок с воздушным калориферным обогревом.

Применение двух агрегатов на одну тепловую схему обладает рядом преимуществ по сравнению с одним источником равноценной мощности. Прежде всего, потому, что несколько малогабаритных агрегатов меньшего веса, значительно проще и экономичнее разместить в котельной, что особенно актуально при возведении крышных либо полуподвальных топочных.

Кроме этого, установка 2-х агрегатов значительно увеличивает эксплуатационную надежность системы теплоснабжения. При аварийной остановке одного из агрегата, она будет продолжать функционировать с 50% тепловой нагрузкой.

Такая схема обвязки существенно увеличивает рабочий ресурс котлов, из-за того что они меньше нагружены в отопительный период года.