Комбинированное отопление частного дома дрова и электричество

Главные принципы выбора системы отопления для дома – экономичность, эффективность, удобство в эксплуатации. Рассмотрим, как будет выглядеть схема отопления частного дома с твердотопливным котлом и какие правила нужно соблюдать при монтаже.

Принцип работы

Принцип работы комбинированного отопительного котла довольно прост. Тепловой генератор, работающий от электросети, запускает в работу электронагреватель. Трубочные электрические нагреватели начинают нагревать теплоноситель (воду) в автоматическом режиме по принципу бойлера. Этот процесс автоматизирован специальным устройством, вручную только загружаются дрова в топку.

Пока ТЭН прогревает воду нужно наполнить топочную камеру дровами и поджечь. Топочная камера находится внизу и передаёт тепло от горящих дров теплообменнику. Когда температура теплоносителя достигнет заданной отметки, ТЭН отключается, и дальше тепло генерируют только дрова. Мощность горения дров может достигать значения 30 кВт, этого достаточно для отопления дома.

При прогорании дров ТЭН включается снова и поддерживает заданную температуру. Можно топить только дровами, а ТЭН включать только для подстраховки. Если закончились дрова, то тепло будет обеспечивать только ТЭН. Но часто электроэнергия и дрова используются одновременно, особенно это удобно ночью, когда постоянно подкладывать дрова в топку нет возможности. Тогда вечером закладывают дрова, а ТЭН включают для поддержания тепла не на полную мощность.

Если в приоритете для отопления используется электричество, а дрова только как резерв, то обслуживание котла упрощается до минимума. Автоматикой выставляется нужная температура и за её поддержание отвечает ТЭН. При отключении электричества, как это часто бывает в нашей стране, делаете закладку дров в топку, и котёл начинает работать на твёрдом топливе.

Схема с теплоаккумулятором

В ряде стран Евросоюза введены правила, согласно которым схемы подключения твердотопливных котлов в систему отопления обязательно должны включать в себя теплоаккумулятор. Без него эксплуатация таких отопителей просто запрещена. Причина – в высоком содержании угарного газа (СО) в выбросах во время ограничения подачи кислорода в топку для уменьшения интенсивности горения.

При нормальном доступе воздуха образуется безвредный углекислый газ (СО2), поэтому топка должна функционировать на полную мощность, отдавая энергию теплоаккумулятору. Тогда содержание СО не будет превышать экологические нормы. На постсоветском пространстве таких требований пока что нет, соответственно, мы продолжаем перекрывать доступ воздуха с целью добиться медленного тления древесины, например, в .

Теплоаккумуляторы имеются в продаже как готовое изделие, хотя многие умельцы делают их самостоятельно. По большому счету, это бак, покрытый слоем теплоизоляции. В заводском исполнении может иметь встроенный контур ГВС и ТЭН для подогрева воды. Такое решение позволяет накапливать тепло от дровяного котла, а в моменты его простоя – обеспечивать обогрев дома в течение какого-то времени. Схема соединения котла с теплоаккумулятором показана на рисунке:

Примечание. В схеме вместо смесительного узла, состоящего из нескольких элементов, установлено готовое устройство, выполняющее те же функции, — LADDOMAT 21.

Универсальные отопительные установки Куппер ОК 15

Такие аппараты пользуются довольно большой популярностью среди теплогенераторов. Российская компания «Теплодар» разработала универсальную одноконтурную отопительную установку Куппер ОК 15. Её основные преимущества – компактные размеры и высокая функциональность.

В качестве твёрдого топлива могут использоваться уголь или дрова, мощность электрического нагревателя составляет 6 кВт. Предназначен для обогрева строений площадью до 150 м2.

Внимание! В модели Куппер ОК 15 предусмотрена возможность установки пеллетной и газовой горелок.

Преимущества комбинированного агрегата Куппер:

  • Аппарат имеет вместительную топку, куда можно загружать негабаритные дрова длиной до 500 мм или уголь в количестве до двух вёдер за один раз.
  • Герметичность закрывания дверец обеспечивается уплотнителем из кремнезёмного материала.
  • Для безопасности эксплуатации оборудования внутренние поверхности агрегата изолированы слоем базальтового волокна, а снаружи установлены защитно-декоративные панели.
  • Блок ТЭНов, установленный в аппарате, служит для поддержания температуры в системе на заданном уровне после окончания горения топлива другого вида. Может обеспечивать полноценный обогрев строения с помощью электроэнергии.
  • Воздух для горения топлива подаётся через створку в дверце топки. Положение створки регулируется специальным винтом, которым можно управлять вручную или в автоматическом режиме.
  • Мощность теплогенератора может варьироваться в пределах 30-100 %.
Читайте также:  Как и чем надежно утеплить стены каркасного дома снаружи

Все комбинированные агрегаты на твёрдом топливе и электричестве имеют значительный вес, поэтому производятся только в напольном исполнении.

Варианты комбинирования топлива

Комбинированный отопительный прибор функционирует на газу и электричестве, дровах и газу, дровах и электричестве или на трех видах топлива. Каждый тип котла имеет свои преимущества и особенности работы.

Газ и электричество

Газово-электрические модели дешевле, так как не имеют второй топки

Варианты комбинирования топлива

Газоэлектрический аппарат устанавливается, если дом нужно обеспечить теплом и горячей водой. В такой системе разрешено монтировать несколько контуров. Устройство имеет небольшие размеры, потребляет небольшое количество энергии. Электричество в этом случае является вспомогательным вариантом топлива.

Так как раздельной топочной камеры в аппарате нет (ТЭН устанавливается в теплообменнике), общая стоимость котла невелика. Однако электричество нельзя назвать дешевой энергией, поэтому в регионах, где газификация развита слабо, лучше предусмотреть другие варианты отопительных приборов.

Газ и дрова

Комбинированные газовые котлы, где объединяется газовая горелка и дровяная топка, являются более экономными. Устройства такого типа имеют большой вес и устанавливаются только на полу, так как для изготовления топок используется сталь и чугун. Рынок предлагает двух- и одноконтурные модели. Первый тип обеспечивает дом теплом и горячей водой.

Такой котел оснащается одной общей или двумя отдельными топками. Второй вариант предусматривает расположение газовой горелки в нижней части конструкции, а дымохода — в верхней. Обе топки разогреваются в одно и то же время. Для устранения продуктов горения существует специальный поддон, который существенно облегчает процесс чистки. Но он устанавливается только в случае применения твердого топлива. Изделие обладает следующими положительными качествами:

Варианты комбинирования топлива
  • простота обслуживания и эксплуатации;
  • возможность подключения 2-х контуров отопления;
  • независимость от электрической сети;
  • высокий КПД (до 90%).

Электричество и дрова

Котел может работать на пеллетах и дровах — это самый безопасный вариант отопления

Комбинированные котлы для отопления частного дома «дрова-электричество» — самый безопасный вариант. Основным видом топлива в этом случае является дерево или пеллеты. Электроэнергия необходима только для поддержания температуры воздуха в помещении на одном уровне. Устройство удобно в использовании в ночное время, так как не приходится каждые 4 часа подбрасывать дрова в топку.

Электродровяной котел оснащен системой автоматики, контролирующей режим его работы, а также мощность. Не обязательно переключать виды топлива вручную. Агрегат имеет высокий уровень безопасности. Для электро-твердотопливного котла характерны такие достоинства: низкая стоимость оборудования, возможность автоматической настройки, высокий КПД.

Варианты комбинирования топлива

Многотопливные котлы отопления

Многотопливный вариант отопительных приборов хорош тем, что позволяет использовать 3 и более видов топлива: газ, электричество, пеллеты, дрова. Он оснащается несколькими камерами сгорания. Дополнительно в конструкции может быть предусмотрен электрический ТЭН, который локализуется в теплообменнике.

Для многотопливного котла важно постоянное наличие электричества, чтобы не произошел взрыв

Так как пеллетная горелка легко снимается, существует возможность применения дизельного топлива или газа. Для установки такого агрегата необходимо соблюдение следующих условий:

  • Подача электроэнергии без перебоев. Только в таком случае пеллетная, газовая или дизельная горелка может работать.
  • Наличие организованной поставки выбранных топливных материалов.
  • Обеспечение отдельного помещения для хранения материалов.
Варианты комбинирования топлива

Перед установкой комбинированных котлов «твердое топливо-электричество-газ», необходимо рассчитать целесообразность их применения. Стоимость такого устройства высока и доступна не всем. Требуется оборудование дымохода, а также обеспечение минимального коэффициента тяги для каждого используемого топливного материала.

Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

Система с насосом может быть только закрытой. Преимущества принудительной циркуляции очевидны:

  • высокая скорость движения теплоносителя, равномерный прогрев всех помещений;
  • не требуются трубы большого диаметра;
  • нет сложностей в монтаже трубопровода: не нужно соблюдать уклон, непринципиальна высота размещения мембранного бака.

Поскольку в системе с принудительной циркуляцией давление выше, требования к группе безопасности тоже повышенные.

Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

Монтаж такого контура предусматривает возможность перехода на естественную циркуляцию в случае поломки насоса или перебоев с электроэнергией: насос подсоединяют параллельно, на байпасе с отсекающими вентилями. Магистральная труба и насос на байпасе

Чаще всего насос врезают в трубопровод на участке обратной трубы возле котла, здесь самая низкая температура. Это позволяет сэкономить ресурс устройства и так безопаснее для всей системы: при установке на подающую трубу, если вода в котле закипит, пары перекроют циркуляцию, что чревато аварией.

Со стороны обратной магистрали перед насосом устанавливают фильтр.

Коллекторная разводка

В длинном сильно разветвленном трубопроводе большого коттеджа одного насоса может не хватить. В этом случае их устанавливают два и даже больше, на каждый контур свой. Отдельно теплый пол, радиаторы, ГВС. Поскольку температура теплых полов исходно низкая (в пределах 50 градусов), можно ставить насос и на входе в контур.

Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

Оптимальный вариант разводки для большого дома с несколькими контурами – коллекторная (лучевая). В каждый контур теплоноситель поступает от котла по собственной трубе. Тепло распределяется равномерно, жидкость не остывает, последовательно проходя всю систему.

Читайте также:  Как своими руками сделать автономное отопление в квартире

Коллектор включает в себя минимум две гребенки, прямую и обратную. К торцам гребенок подходят соответствующие магистрали от котла, а к штуцерам на их корпусах параллельно подключаются прямые/обратные трубы контуров – радиаторы и теплые полы, разные этажи, подсобные помещения, ГВС – каждый со своим температурным режимом. Коллектор

На входе в коллектор устанавливают манометр и предохранительный клапан, с противоположной стороны на «горячей» гребенке – воздухоотводчик, на «холодной» – кран для слива теплоносителя из системы. Трубы оснащаются регулировочными кранами – это один из способов устанавливать разную температуру в контурах. В большом доме может быть несколько пар гребенок.

Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

Еще один способ устанавливать разные режимы – гидрострелка. Поставленный вертикально отрезок трубы большого сечения соединяют с прямой трубой и обраткой котла, а к корпусу на разной высоте подключают контуры. Чем выше подсоединение, тем горячее теплоноситель.

В небольших контурах температуру можно регулировать следующим образом: свободные торцы гребенок соединяют байпасом с отсекающим вентилем. При открытии вентиля прохладная вода из обратки подмешивается в горячую из подающей трубы. Группа безопасности

Функции приборов контроля и безопасности:

  • защита трубопровода от разгерметизации вследствие резкого повышения давления;
  • защита от перегрева самого котла;
  • регулировка температурного режима;
  • предотвращение образования конденсата. Обычно это случается из-за слишком большой температурной вилки между подачей и обраткой. Оптимальная дельта температур – 20 градусов.
Схема монтажа твердотопливного котла с циркуляционным насосом

В эту группу приборов входят:

  • предохранительный клапан для сброса избыточного давления/излишков теплоносителя;
  • контрольный манометр;
  • воздухоотводчик;
  • аварийный теплообменник;
  • регулировочная арматура, в т.ч. термостатические клапаны.

Группа безопасности

Электрические

Применение электрического отопительного котла для водяного пола возможно только в условиях наличия стабильного напряжения в сети и отсутствии частых перебоев электроэнергии. При выборе электрокотла необходимо учитывать:

  • особенности материала, использованного при изготовлении бака, лучше всего зарекомендовало себя оборудование на основе высококачественной нержавеющей стали;
  • уровень устойчивости нагревательного элемента к коррозийным изменениям;
  • показатели сопротивления изоляторов;
  • наличие защитных функций, включая запрет на работу в условиях отсутствия воды;
  • возможность осуществлять регулирование уровня мощности нагрева используемого теплового носителя.
Электрические

Показатели тепловой мощности электрического котла должны составлять 1кВт на каждые 10м² отапливаемой системой площади. При установке двухконтурного оборудования обязательно нужно добавить порядка 25-30% к высчитанному уровню производительности котла.

Оборудование, выпускаемое отечественными производителями, как правило, имеет ТЭНы, датчик температурный, регулятор ручного типа, манометр и тумблер, а также магнитные пускатели. Такие котлы отличаются простотой конструкции и обслуживания. Зарубежные котлы могут быть снабжены плавным запуском системы, подключением программатора и ЖК-дисплеем, что делает эксплуатацию более комфортной.

При монтаже системы водяной «тёплый пол» в жилом помещении небольшого размера, лучше всего отдавать предпочтение импортным аппаратам, к которым могут легко подключаться стандартный программатор и термостат, или устанавливать мини-электрический котел с целью получения автономной напольной системы отопления.

Тестирование, подключение к системе отопления

После сборки основной части, наложения финального шва, необходимо проверить герметичность. Достаточно залить в него воду. Будут выявлены грубые ошибки сварки. Более глубокие непровары останутся неизвестными, проявятся в самый неожиданный момент в ходе эксплуатации.

Для тестирования отопительного устройства, перед подключением к системе обогрева дома, нужно использовать опрессовочный насос. Можно создать нужное давление, выявить огрехи конструкции.

Используя опрессовочный насос, нужно создавать давление воды внутри не менее атмосфер. Если не даст течи в ходе проверки, то успешно будет служить при штатных атмосферах внутреннего давления.

Тестирование, подключение к системе отопления

Опрессовочный насос — дорогое оборудование, применение требует навыков. Приобретать ради одного раза непрактично. Проще, эффективнее обратиться к водопроводчику, мастеру, занимающемуся установкой отопительного оборудования.

После опрессовки, тестовой топки можно устанавливать на запланированное место, подключать к отопительной системе дома. Нужно включить в обвязку группу безопасности расширительный бак. Группа безопасности — манометр, показывающий давление в системе, автоматический клапан сброса воздуха, аварийный клапан.

Начало сборки

Открытый контур с гравитационной циркуляцией

Данный вариант легко выполнить даже новичку. Тут вода циркулирует в системе за счет разницы плотности холодной и горячей жидкости. Согласно законов физики, горячая вода начинает поступать вверх (так как ее плотность меньше), а там уже остывает и возвращается в исходную точку.

Не смотря на то, что такой тип обвязки достаточно прост, он требует соблюдения ряда требований. Во-первых, для того, чтобы вода свободно циркулировала в системе, нужно устанавливать нагревательное оборудование на полметра ниже, чем в доме расположены батареи. Во-вторых, чтобы свести к минимуму проявление гидросопротивляемости, нужны трубы сечением до 5 см, при этом распределительные трубы на батареях могут иметь значение в 2,5 см. В-третьих, запирающие устройств и арматура напрямую влияет на свободную циркуляцию воды в системе, поэтому таких элементов должно быть минимум.

Но ради справедливости стоит сказать, что открытая система с естественной циркуляцией имеет и ряд своих преимуществ. Помимо того, что она самая простая в обустройстве, финансовые затраты на нее не так уж и велики. Правда, хозяин не сможет постоянно контролировать температурный режим теплоносителя на выходе, из-за чего обогрев контура несколько снижается. Также расширительный бак эпизодически остается открытым, значит, получается, что кислород имеет контакт с теплоносителем, из-за чего постепенно повышается риск развития коррозии.

Подведя итоги, стоит сказать, что специалисты рекомендуют данный тип схемы отопления только для тех частных домов, где люди живут время от времени, а не на постоянной основе, например, для дачи.

Разновидность котлов «дрова-электричество»

В основу классификации комбинированных котлов «твердое топливо-электричество» необходимо вложить один чисто конструктивный момент: установлена ли в котле автоматика или нет. Здесь присутствует две группы:

  1. С автоматической системой управления.
  2. С ручной.

Ручной вариант и проще, и дешевле. Но в последнее время потребители свое предпочтение отдают котлам, которые могут работать в автоматическом режиме, потому что во главу выбора все чаще ставится именно удобство обслуживания. В данном случае можно скорректировать работу котла таким образом, чтобы контролировать переключение от одного вида топлива на другое. Вот один пример.

  • Дрова выгорают до конца, а новую закладку по каким-то причинам хозяин не сделал (ночью, когда он спит). Тут же система автоматики включает ТЭН, который будет поддерживать необходимую температуру теплоносителя.

Внимание! Если электроэнергия используется в качестве основного вида топлива, то каждый хозяин дома должен быть готов к тому, что ее неожиданно отключат. Поэтому закладку дров делайте заранее, чтобы потом в темноте не мучиться.

Универсальные котлы

Нормы при установке газо-дровяного отопительного котла

К монтажу газового котла с возможностью топки дровами, предъявляются более высокие требования, чем к обычному твердотопливному оборудованию. Нормы эксплуатации и подключения описаны в СНиП, СП и ППБ. В частности, там указывается:

  • Котельная – под установку котла выбирают помещение с общей площадью не менее 12 м² и высотой потолков от 2,2 м.
  • Стены и пол облицовывают негорючим материалом: штукатуркой и керамической плиткой.
  • Обязательно наличие приточно – вытяжной вентиляции. Для лучшего притока воздуха, дверной короб устанавливают без нижнего порога.
  • К электросети котел подключают через автоматы, расположенные снаружи котельной. Современные мультитопливные малогабаритные котлы газ, дрова и электричество, имеют защиту от скачков напряжения. Несмотря на это, производители рекомендуют выполнять подключение через источник бесперебойного питания с встроенным стабилизатором.
  • Наличие естественного освещения обязательно. Размеры оконных проемов высчитывают, в зависимости от производительности котла.
  • Универсальные отопительные котлы на газе и на дровах, производительностью до 40 кВт, можно установить в любом помещении, используемом для хозяйственных нужд. Теплогенератор свыше 40 кВт, монтируют в отдельной комнате, предназначенной исключительно для нужд котельной.
  • В месте прохождения дымоходом плит перекрытия и кровельного пирога, предусматривают противопожарные разделки. Трубу изолируют негорючим минеральным уплотнителем.
  • На оголовок дымохода устанавливают искрогаситель и дефлектор для увеличения силы тяги.

При подключении к магистральному газу, первый запуск котла выполняют в присутствии инспектора. При отсутствии нарушений, инспектор Газовой службы сделает отметку в паспорте оборудования о вводе его в эксплуатацию.

Плюсы и минусы использования котлов, работающих на дереве и газе

Нормы при установке газо-дровяного отопительного котла

Отопительные котлы для дома, работающие на дровах, газе и электричестве, как показала практика, удобны в эксплуатации и легко заменяют два однотопливных агрегата. Преимуществами универсальных многотопливных моделей являются:

Бытовые водогрейные газо-дровяные отопительные котлы, имеют несколько недостатков:

  • Высокая стоимость.
  • Большой вес, за счет того, что в конструкции встроено несколько топочных камер.

На этом недостатки универсальных котлов заканчиваются. Понятно, что у отечественного оборудования встречаются недоработки, но в целом, даже российские агрегаты работают безупречно. Многотопливные котлы удобны в эксплуатации и во многом превосходят агрегаты, работающие только на одном виде топлива.

Расчет мощности и температуры тёплого водяного пола