Твердотопливный котел и электрокотел в одной системе

Установка твердотопливного котла – это первый шаг к эффективному и экономному поддержанию тепла в доме. Следующие шаги заключаются в регулярном подбрасывании дров либо других видов твердого топлива. Поддерживать температуру теплоносителя системы отопления в рабочих пределах необходимо и в ночное время. И даже когда дом посещается только в выходные дни, требуется поддержание минимальной температуры, во избежание конденсации влаги на внутренних поверхностях в помещении.

Если наличие конденсата не критично, то при отъезде после выходных, нужно дождаться остановки котла и слить воду из системы отопления во избежание замерзания системы. В случае слива воды, все металлические элементы подвергаются коррозии при контакте с воздухом.

Слив теплоносителя не понадобиться, если вместо воды используется антифриз. Однако при использовании антифриза, из-за высокой текучести, выдвигаются высокие требования к резьбовым уплотнениям и к запорной арматуре.

Самым распространенным решением для поддержания температуры в отопительном контуре, является установка электрического котла совместно с твердотопливным. Минимальное количество дополнительного оборудования позволит электро котлу в автоматическом режиме принять на себя функции обогрева, а твердотопливному – отключиться, без риска закипания. Также применение электро котла избавляет от необходимости проводить любые манипуляции с системой отопления, покидая загородный дом до следующих выходных. Для отслеживания аварийных ситуаций и дистанционного управления электро котлом, существует GSM модуль, который контролирует режим работы отопительного оборудования.

Виды электрических котлов

Выбирая электро котел для установки в дополнение к твердотопливному, достаточно бегло ознакомиться с основами нагрева воды при помощи электрического тока, что бы не попасться в сети маркетологов. Электрические котлы работают с КПД около 95%. Не стоит на своей системе отопления проверять правдивость заверений производителя о несравненно высоком КПД именно их приборов – это может стоить лишних денег, и окупятся они не скоро. Есть три основных типа котлов:

1. ТЭНовые котлы.

Нагрев в них осуществляется электрическим нагревательным элементом (ТЭНом), который погружен непосредственно в теплоноситель. В контуре такого котла может циркулировать, как вода, так и антифриз. Неприхотлив в эксплуатации, но периодически требует замены ТЭНа по причине образования накипи, уменьшающей теплоотдачу.

2. Электродные котлы.

Теплоносителем в них выступает вода. Нагрев происходит за счет энергии выделяемой при протекании электрического тока через теплоноситель в котле между электродами, которые находятся внутри. Может работать без электронасоса в контуре. Обеспечивает плавный нагрев воды в системе. Со временем, в результате электролитических реакций, электроды растворяются и требуется их замена.

Функции электрического котла в системе отопления твёрдотопливным агрегатом

Подключение электрического котла в систему совместно с твердотопливным обогревательным прибором является довольно распространенным инженерно-техническим решением. Такой вариант исключает вероятность остывания отопительной системы, предотвращает переохлаждение основного отопительного агрегата и сохранит комфортной температуру в доме. Электрический котел часто выступает в роли резервного обогревательного прибора, задачей которого является выравнивание температуры теплоносителя в системе отопления.

Схема расположения твёрдотопливного и электрического котлов при совместном использовании в системе отопления

Эксплуатация твердотопливных котлов нуждаются в периодическом контроле человеком — в загрузке топливом нуждаются все модели таких агрегатов.

На заметку: для традиционных котлов количество загрузок может доходить до 2-6 раз за сутки. Иначе обстоит ситуация с пиролизными котлами и агрегатами длительного горения. Здесь частого вмешательства человека не требуется. Одной загрузки топливом достаточно на 12-24 часа работы котла, а для некоторых моделей — и на 48 часов работы.

Главной задачей для владельца дома при включенном обогреве является недопущение остывания котла и отопительной системы. Котел электрический в паре с котлом твердотопливным успешно решают эту проблему. Рассмотрим подробно связку твердотопливного котла с нагревательным прибором, работающим от электричества.

Рабочая схема выглядит следующим образом: твердотопливный агрегат мощностью 50 кВт должен быть объединён с электрическим котлом, мощность которого составляет 28 кВт. Работа электронагревательного прибора – периодическая. Агрегат должен быть на подхвате — находиться в готовности к включению сразу после остановки основного оборудования. Электрический котел запускается, когда топливо в твёрдотопливном котле закончится, и температура теплоносителя в системе опустится до 50 0С. При этом в контуре обязательно должен присутствовать бак с водой для системы горячего водоснабжения, выполняющий в данном случае роль теплоаккумулятора.

Основными элементами контура, потребляющими мощность автономных отопительных котлов, являются:

• отопительные радиаторы — требуют 30 кВт;
• система отопления «теплый пол» — до 15 кВт;
• накопительная емкость для системы ГВС — в среднем 300 л.

Внимание! Автоматика для регулировки переключения контуров в данной ситуации — связке агрегатов не требуется.

Электрический котел, работая вместе с теплоаккумулятором, являются группой, предотвращающей попадание в основной отопительный агрегат теплоносителя с температурой, упавшей ниже критической отметки в 50 0С.

Установленный в системе насос периодически прогоняет теплоноситель по трубопроводу, сигнализируя о температуре в отопительном контуре. При опускании температуры теплоносителя до критической отметки электрокотел, снабженный ТЭНами, включается в работу, беря на себя задачу теплоснабжения дома. Термостат и трехходовый клапан обеспечивают контроль температуры бака горячего водоснабжения. При снижении температуры воды в контуре системы ГВС теплоноситель запускается в змеевик для подогрева горячей воды. Правильно подключенный электрокотел, грамотная обвязка с твердотопливным котлом, сделают вашу систему полностью контролируемой.

В описанной конструкции системы отопления всё отопительное оборудование, в том числе, трубопровод, при остановке основного обогревательного устройства надежно защищено от размораживания и не становится причиной перебоев с обогревом жилых помещений и горячим водоснабжением.

Особенности покупки и установки электрокотлов

При монтаже электрического отопительного оборудования следует учитывать ряд нюансов:

1. Чтобы выполнить правильное подключение электрокотла к электричеству и отопительной системе, необходимо прибегнуть к услугам сотрудников организаций, занимающихся таким видом работ на профессиональной основе.
2. Сам прибор следует покупать в специализированных торговых предприятиях, где к нему прилагаются соответствующие документы. Оборудование должно иметь заводскую упаковку, которую желательно вскрывать в присутствии специалиста из сервисной службы. Вместе с ним котел осматривают, чтобы убедиться в отсутствии на поверхности механических повреждений и прочих дефектов.
3. Перед установкой электрокотла с патрубков нужно снять заглушки и удостовериться, что в них и коммуникациях отсутствует грязь. При такой схеме подключения электрокотла используют уплотнительные материалы и прокладки.
4. Выбирая место для монтажа теплового электрокотла, желательно отдать предпочтение нежилому помещению. Оптимальным вариантом является кухня (см фото). Прибор следует расположить так, чтобы им было удобно не только пользоваться, но и осуществлять его техническое обслуживание. В соответствии с нормами, промежуток между боковыми сторонами котла и стенами должен составлять 5 сантиметров. Свободное пространство перед прибором не может быть менее 70 сантиметров, над ним – не меньше 80 сантиметров, а под котлом – минимум 50 сантиметров.
5. Устанавливать отопительное оборудование необходимо на стене, сделанной из негорючего материала. Для монтажа устройства используют специальный крепежный элемент – монтажную планку. Обычно она входит в базовую комплектацию электрического котла. На стене планку закрепляют при помощи 4 дюбелей.

Завершение монтажа отопительной системы

На этапе, когда завершено подключение электрокотла к системе отопления и электросети, выполняют следующие действия:

• проверяют исправность арматуры трубопровода, находящегося перед прибором. Для этого ее переключают из положения «закрыто» в «открыто» и обратно;
• трубопроводную арматуру теплового генератора, работающего на электроэнергии, переводят в положение «закрыто». В этом же режиме должна быть установлена арматура систем водоснабжения и отопления;
• на трубопроводах, подающих холодную воду к нагревательному котлу, необходимо открыть запорную арматуру. При использовании электрической отопительной системы не следует применять незамерзающие жидкие теплоносители, поскольку они негативным образом влияют на функционирование оборудования. В их составе имеются компоненты, которые со временем приводят к износу резиновых элементов. Для отопительной системы следует применять воду, имеющую минимальный показатель жесткости;
• перед входом в прибор на обратном трубопроводе необходимо поставить грязевик или фильтр или обе эти детали;
• после наполнения отопительной системы теплоносителем, нужно проверить ее герметичность.

Подключение электрокотла к ТТ котлу

При необходимости обеспечить теплоснабжение загородного дома, специалисты считают, что наиболее надежным и выгодным способом является подключение электрокотла к твердотопливному котлу. Прибор, работающий, например, на дровах будет резервным энергонезависимым источником тепла.

Чаще всего конструкцию электрический + твердотопливный котел монтируют в домах, площадь которых составляет от 100 до 200 «квадратов», когда в населенном пункте отсутствует магистральный газопровод. Главное, чтобы к зданию была подведена необходимая электрическая мощность.

На этой странице показаны схемы подключения твердотопливного котла вместе с различным оборудованием: электрическим котлом, бойлером косвенного нагрева, теплоаккумулятором, гравитационным контуром и т.п.

Особенности использования твердотопливных котлов

В основе отопления дома агрегатом, работающем на дровах, угле, торфе, лежит повышение температуры жидкости в магистрали за счет процесса сжигания энергоносителя. Вода, нагреваясь, двигается по трубам к теплообменникам в комнатах.

Разработаны приборы, в которых в качестве топлива используются пиллеты, представляющие собой небольшие гранулы, изготавливаемые из отходов деревообработки.

Разновидности оборудования

Существует несколько типов твердотопливных аппаратов для обогрева помещений.

Они различаются по:

• виду энергоносителя и способу его подачи;
• количеству контуров;
• уровню мощности и теплоотдачи;
• наличию варочной поверхности;
• габаритам.

Твердотопливное оборудование имеет только напольный вариант монтажа. Для снабжения жилого дома ГВС выбирают агрегаты, имеющие 2 контура. Если планируется использовать котел для приготовления пищи, то нужно покупать модель с варочной поверхностью.

Созданы для обогрева пиролизные и газогенераторные устройства. Для работы этих аппаратов используется твердое топливо, из которого выделяются горючие газы, поступающие в камеру для сжигания.

Такие котлы имеют следующие преимущества:

• удобство регулировки мощности прогрева;
• высокий КПД;
• практически полное сгорание энергоносителя.

Присутствие в устройстве нагнетательного вентилятора позволяет снизить требования к дымоходу.

Недостаток оборудования — необходимость использовать только сухое топливо. Это заставляет владельца дома обеспечить хранение энергоносителя в таком месте, где он не будет отсыревать.

Цена пиролизных и газогенераторных установок выше по сравнению с классическими моделями твердотопливных агрегатов. Приобретать оборудование имеет смысл, если нужно обогревать большие площади. Аппарат окупается за счет экономного использования энергоносителя.

Выбор материала изготовления

Твердотопливные агрегаты могут изготавливаться с применением разных теплообменников. Этот элемент конструкции производится из чугуна или стали.

Если планируется самостоятельное обслуживание прибора, то лучшим выбором будут котлы, в которых установлены чугунные змеевики. Такой материал менее требователен к условиям эксплуатации и не подвержен коррозии, но он имеет несколько недостатков.

Среди них:

• высокая цена;
• чувствительность к перепадам температур.

Чугунные котлы не особо прихотливы к чистке и незначительно снижают КПД при образовании нагара.

Аппараты, имеющие стальные змеевики, более устойчивы к температурным изменениям благодаря пластичности материала. Кроме того, масса теплообменника в таком котле меньше, что ускоряет прогрев жидкости.

Достоинства и недостатки

Преимущества эксплуатации оборудования:

• автономность — не зависит от наличия напряжения в электросети;
• отсутствие дополнительных энергозатрат;
• простота обслуживания;
• доступность топлива;
• безопасность.

Недостатки аппаратов:

1. Необходимость регулярной загрузки энергоносителя. В зависимости от размеров прибора это делают от 2 до 5 раз в сутки.
2. Для нормальной работы котла необходимо обустройство дымохода с хорошей тягой для разгорания и полного сжигания топлива.
3. Вода в системе должна быть постоянно теплой, это нужно для предотвращения образования нагара на элементах конструкции.
4. При загрузке энергоносителя возможен выброс дыма в комнату.
5. Необходимость регулярной чистки топочной зоны от накоплений золы и копоти.
6. При работе сложно обеспечить контроль тепловыделения.

Схемы: ТТ котел

Это простейшая схема обвязки твердотопливного котла. Ее можно использовать только, если используется блок управления котлом, который предусматривает управление циркуляционным насосм для предотвращения конденсата.

Это распространная схема бюджетной обвязки котла на твердом топливе. Она включает защиту от образования конденсата – трехходовой клапан. Подробнее.

Схема обвязки твердотопливного котла с аварийным гравитационным контуром. Из существующих элементов безопасности аварийный гравитационный контур самый надежный, на мой взгляд. Подробнее.

На этой схеме обвязка котла на дровах с четырехходовым клапаном аварийного подмеса. Я не рекомендую его для котлов с чугунным теплообменником.

При такой обвязке в бойлер дополнительно нужно вмонтировать ТЭН.

Такой вариант для котлов с вентилятором. На бойлер ставится отдельный насос. Требуется автоматика с функцией управления насосом бойлера, с функцией отключения насосов при падении температуры ниже точки образования конденсата. В бойлер также монтируется ТЭН.

Схемы подключения

Обвязать два разнотипных котла в одной тепловой схеме очень ответственный этап. Любая даже незначительная ошибка, кроме неэффективности работы теплового оборудования, может создать аварийную ситуацию в доме.

Расчет двухкотловой схемы подключения нужно поручить проектной организации, чтобы они могли подобрать наиболее оптимальную пару агрегатов с параллельной или последовательной обвязкой и вариантами управления: автоматическим или ручным.

Котлы с автоматическим управлением

С точки зрения гидравлики эта схема не имеет больших отличий от ручного принципа управления, только в ней устанавливается 2 обратных клапана.

Это требуется с целью исключения «паразитных» или холостых потоков теплоносителя через котлоагрегат, который находится в резерве. Такую проблему также решают путем установки гидрострелки. Обратные клапаны устанавливают на обратной магистрали, направленные друг на друга.

Для данной системы также потребуется термостат, отключающий насос для принудительной циркуляции. Когда в котле выгорит уголь, не будет никакого смысла циркулировать вхолостую воду через остановленный аппарат, тем самым создавая сопротивление для работы второго устройства.

Схема подключения 2-х котлов с ручным управлением

В этом варианте для согласованности работы котлоагрегатов нужна только запорно-регулирующая арматура. Все оперативные переключения между агрегатами выполняются руками оператора путем открытия/закрытия 2-х вентилей на линии обратного теплоносителя. Для полного прекращения движения горячей воды потребуется отключить 4-е вентиля, соответственно по паре на подаче и обратке.

В подобных схемах предусматриваю расширительные бачки для компенсации теплового расширения воды при нагреве котла из холодного состояния. Не рекомендуется в целях экономии оставлять один бак, поскольку он может не справится с нагрузкой во время работы двух котлов.

Последовательное и параллельное включение

Эти две общепринятые схемы обвязки двух котлов, работающих в паре.

Последовательная, предполагает поочередное включение агрегатов без дополнительных линий и узлов. При этом первый по ходу движения воды агрегат нагревает ее, а второй — догревает до нужной температуры.

Параллельная схема предполагает обустройства двух точек соединения потоков на прямом и обратном теплоносителях. В этом варианте котлы работают независимо друг от друга.

Последовательная схема
Первый вариант применяется для небольших источников нагрева. На практике он встречается довольно редко и считается непрактичным, поскольку нельзя снять для ремонтных операций один агрегат, не нарушив работоспособность другого.

Такая схема будет неработоспособной при неисправности даже одного агрегата. Сегодня эта схема частично модернизирована за счет установки байпасных линий и дополнительной запорно-регулировочной арматуры.

Параллельное включение в единой обвязке разнотипных котлоагрегатов считается преимущественным и допускает установку гидрострелки и автоматического блока управления.

Параллельное подключение

Схемы: ТТ котел + Электрокотел

На этой схеме нет узла поддержания температуры обратки твердотопливного котла. Это возможно, если электрокотел будет все время работать и поддерживать температуру в системе отопления. Либо, если на ТТ котле установлена автоматика, предусматривающая управление насосом для предотвращения конденсата.

Схема обвязки ТТ котла с простым электрокотлом. Применение такого электрического котла существенно уменьшает смету. Подробнее.

ТТ котел + электрокотел + бойлер косвенного нагрева. Вариант обвязки с клапаном перенаправления потока.

На этой схеме нет узла поддержания температуры обратки твердотопливного котла. Это возможно, если электрокотел будет все время работать и поддерживать температуру в системе отопления.

ТТ котел + электрокотел + бойлер косвенного нагрева. Вариант обвязки с гидрострелкой.

Наиболее гибкий вариант, позволяющий с помощью автоматики решать любые задачи.

Электрокотел с твердотопливным котлом: упрощённая схема

Как обычно, начнём с общей схемы, чтобы дать общее же представление:

В такой схеме каждый котёл может работать как самостоятельно, так и одновременно со вторым.

На схеме электрокотел самый простой: без встроенной автоматики и без циркуляционного насоса, а собственно ёмкость с приваренными патрубками и ТЭНами внутри. Поэтому на схеме насос снаружи. Возможно, вы купите другую модель, что-то вроде этого:

В него «всё включено», остаётся лишь присоединить трубы. Ну и вентили на подаче и обратке перед котлом обязательны.