Как подключить автоматический котел отопления
3 схемы подключения автоматики электрического отопления.
Практически любой электрический котел требует обязательного наличия автоматики управления.
Вы не можете установить один единственный выключатель на вводе, которым будете запускать и отключать обогрев.
При этом остановимся на самых минималистичных и простейших вариантах, которые вы сможете собрать самостоятельно своими руками.
Ведь как известно, чем меньше элементов, тем больше надежность всей системы. Поэтому самые простые варианты и работают дольше и надежнее остальных.
Принципиальная схема автоматики электрокотла всегда начинается с подачи напряжения через вводной автомат.
Электрическое отопление подразумевает, как правило, наличие трехфазного ввода 380В. Значит и автомат должен быть трехполюсным. 
Обратите особое внимание, это должен быть именно один трехполюсный выключатель, а не три отдельных однополюсных.
При КЗ и повреждении греющего элемента любой фазы, защита должна прекращать подачу напряжения по всем фазам.
После вводного автомата фазные проводники нужно разделить.
Делается это на электромагнитных пускателях.
Именно на них и ложится основная работа по автоматической коммутации эл.сети. Автомат то вы включаете и выключаете ручками, а пускатель будет это делать без вашего участия, на основе подачи управляющего напряжения от соответствующих датчиков. 
При этом в отличие от автомата, покупайте три отдельных однофазных модульных пускателя. Старые модели типа ПМЛ, ПМА, КМИ здесь не подойдут. И дело вовсе не в их шумной работе и громких щелчках.
Модульный трехфазный экземпляр в едином корпусе, тоже будет не пригоден для нашей схемы.
Самое главное преимущество однофазных – возможность ручной и очень простой регулировки мощности электрокотла. Подробнее об этом будет сказано ниже.
К силовым клеммам каждого контактора, как раз-таки и подключаются нагревательные элементы (ТЭН, электроды) котла отопления.
Замкнутое или разомкнутое положение контактов зависит от того, подано или снято напряжение с его катушки управления. Получается, чтобы собрать автоматику, на клеммы этих самых катушек мы должны через какие-то другие элементы подавать управляющие сигналы (напряжение).
Катушка имеет два контакта А1, А2.
При покупке обращайте внимание, пускатели могут идти с катушками на 380В и 220В. Лучше брать последний вариант.
В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели.
Для чего они нужны? Благодаря им, у вас появляется возможность включать поочередно 1,2 или 3 тэна, тем самым увеличивая или уменьшая мощность отопления.
При этом количество ступеней обогрева будет зависеть от номинальной мощности каждого нагревательного элемента. Если они все будут по 2квт – это всего три ступени.
А вот если один будет 2квт, второй 3квт, а третий 4квт, то количество ступеней автоматически возрастает до семи!
Все будет зависеть от того, какие фазы (тэны) и в какой последовательности подключать.
Ток в цепях управления катушек очень небольшой (несколько миллиампер). Соответственно ставить сюда полноценные выключатели не нужно.
На все эти три микровыключателя должна быть подана одна фаза. Допустим фаза С. Берете ее с нижних контактов вводного автомата.
Вот именно из этой точки и начинается вся дальнейшая схема автоматики.
Обязательный элемент такой схемы – предельный термостат.
Это защитное устройство, которое отключит ваш электрокотел, если он пошел, что называется в разнос.
Например, перестал работать циркуляционный насос или где-то образовался засор. В результате этого температура начала резко возрастать и превысила допустимые значения.
Данную температуру вы устанавливаете самостоятельно при помощи ручного регулятора.
Так как это защитный элемент, который должен полностью “гасить” котел, подключать его нужно последовательно в разрыв управляющей фазы, как на рисунке внизу.
Помимо безопасности, нам потребуется еще один элемент. Элемент управления, который будет его периодически включать и выключать для поддержания заданной температуры воды.
Этим устройством является рабочий термостат.
Не путайте его с предельным. В предельном имеется взводимая вручную кнопка, которая при срабатывании препятствует самостоятельному включению датчика.
То есть, когда он сработал один раз, вам потребуется осмотреть всю систему и схему, дабы разобраться в причине срабатывания. И только после этого, нажав эту кнопочку, отопление можно будет запустить заново.
Данный термостат монтируется после предельного, опять же в разрыв цепи.
Таким образом мы получили элемент защиты и элемент управления. В принципе, это и есть самая примитивная схема №1 для автоматики электрического отопления.
Чтобы получить более функциональный вариант, добавим сюда прибор для отслеживания температуры воздуха в помещении – комнатный термостат.
Ему не важно какая будет температура котловой воды, он реагирует именно на комфортную температуру воздуха в вашем доме.
По аналогии с предыдущими элементами монтируете его в разрыв, перед рабочим термостатом. Вторая простейшая схема готова.
Но человек всегда стремится к большему и помимо комфорта при электрическом отоплении, всегда хочется еще и сэкономить. Все таки электроотопление за редким исключением, в наших реалиях не совсем дешевая штука.
Как это сделать, усовершенствовав вышеприведённую схему подключения? Для этого дела существует ночной тариф.
Чтобы им воспользоваться в полной мере, нам потребуется реле времени.
Оно будет запускать электроотопление только в заданный промежуток суток. Размещайте его в схеме перед комнатным термостатом.
Однако при этом обратите внимание на один нюанс. При наличии в схеме такого устройства, обязательно параллельно ему монтируется термостат минимальной температуры воздуха.
Она запустит отопление, как только температура в доме упадет ниже минимального порога. В итоге не даст дому остыть, а системе разморозиться.
Чтобы визуально наблюдать включены датчики или выключены в данный момент, можно подключить в общую точку перед микровыключателями сигнальную лампочку и вывести ее на видное место.
Особенно это полезно при нахождении щитка управления и самого котла в подвале дома или в соседней пристройке.
Большинство заводских электрокотлов отопления построено именно на таких принципиальных схемах управления. Есть одна питающая линия (фаза), подающая сигнал на катушку прибора с силовыми элементами, а все дополнительное оборудование, датчики и релюшки, как раз-таки и “навешиваются” на эту самую линию, выполняя защитную и контролирующую функции.
Как видите, ничего сложного и замысловатого здесь нет.
Умные котлы отопления: как выбрать и настроить
Развитие умных систем управления домом привело к росту спроса на соответствующие устройства. К их числу относятся умные котлы отопления, который отличается от классической обогревательной системы индивидуальными настройками и возможностью адаптироваться под окружающие условия. Далее предоставлена полезная информация: что такое умный котел, как он работает и как подобрать оптимальную модель. Также представлена инструкция по самостоятельному монтажу с фото, видео и рекомендациями по обслуживанию.
Что такое умный котел отопления
Основная задача умных систем управления – автоматизация и упрощение бытовых функций. Умный котел отопления способен самостоятельно поддерживать оптимальную температуру в помещении за счет установленного датчика температуры и термостата. Его принцип действия прост: на термостате задается комфортный температурный режим. В случае выхода за его значения котел автоматически включается илы выключается. Устройство можно усовершенствовать путем установки датчика на улице – тогда можно настроить работу отопительного котла «на опережение». Температура на улице будет снижаться – котел станет обогревать интенсивнее.
Дополнительно можно установить таймер. С его помощью выбирают время, когда нужен умеренный или интенсивный обогрев. Устанавливать режимы можно в на день, неделю, месяц либо год.
К основным достоинствам умных котлов можно отнести:
Из негативных моментов можно выделить затраты на комплектующие и установку. Но уже за первый сезон траты компенсируются.
Виды автоматизированных котлов
Автоматизированные котлы отопления можно разделить на две крупные группы – одноконтурные и двухконтурные.
Одноконтурные
В составе одноконтурных систем используется только один контур для обогрева помещения. К его достоинствам можно отнести следующие факторы:
К недостаткам относят большой вес и габариты оборудования, для которых нужно выделить отдельное место в доме. В случае организации горячего водоснабжения (ГВС) с помощью одноконтурного котла потребуются значительные затраты на бойлер и другое оборудование.
Двухконтурные
При такой системе котел использует два контура – для отопления и нагрева воды. Это популярный вариант для загородных домов, так как одним устройством можно заменить бойлер и водонагреватель. Основные плюсы:
Из минусов выделяют более сложную конструкцию по сравнению с одноконтурными котлами, повышенные требования к теплоносителю и большее количество конструктивных элементов. Что касается стоимости, при организации полноценной отопительной системы и ГВС в доме выгоднее брать двухконтурную модель.
Подключение котла к системе отопления — виды котлов, основные узлы, нюансы
При обустройстве автономного отопления частного дома собственнику приходится выбирать котел в соответствии с видом топлива, схемой его обвязки и потребности в дополнительном горячем водоснабжении. Проводя подключение котла к системе отопления учитывают его функциональное назначение и в соответствии с ним подбирают необходимые комплектующие и трубопроводную арматуру.
Большинство потребителей используют в качестве источника топлива для котельного оборудования природный горючий газ как наиболее дешевый, доступный и практичный вид. Помимо подключения газового котла к отопительной системе, потребителю приходится неукоснительно выполнять ряд требований по выбору помещения, монтажу дымохода и подсоединению к источнику электроэнергии.
Рис. 1 Подключение котла к системе отопления с обвязкой в частных домах
Разновидности газовых отопительных котлов
Используемые потребителями газовые котлы для обогрева индивидуальных домов подразделяют на следующие категории:
Одноконтурные прямого нагрева. Внутри данного прибора помещен теплообменник, по которому циклически проходит теплоноситель в самотечном режиме или методом проталкивания его циркуляционным насосом. Температура отопительной жидкости в системе может автоматически регулироваться переключением скоростей циркуляционного электронасоса или пламенем горелок.
Двухконтурные. Обычно в большинстве загородных индивидуальных домов отсутствует горячее водоснабжение (ГВС) и потребителю приходится решать задачу его обеспечения. Для этого в отопительный котел помещают второй теплообменник, по которому протекает подогреваемая вода из магистрали холодного водоснабжения ХВС. При открывании горячего крана водный поток двигается по контуру ГВС и проходя через вторичный теплообменник нагревается. Данная схема имеет следующие недостатки:
В итоге большинство двухконтурных моделей способны эффективно работать лишь на одну точку водоразбора.
К преимуществам данного типа оборудования можно отнести более низкую стоимость в сравнении с одноконтурными аналогами.
Двухконтурные модели рекомендуется устанавливать в дома общей площадью не более 150 м 2 с одной ванной комнатой.
Рис. 2 Основные узлы настенного одноконтурного котла
С бойлером косвенного обмена. Система состоит из одноконтурного котла и теплоизолированной бойлерной емкости большого объема, в которой находится нагреваемая вода. Процесс подогрева в бойлере осуществляется за счет прохождения по его внутреннему теплообменному змеевику отопительный жидкости из контура отопления. В системе с бойлером вода постоянно циркулирует по трубопроводу ГВС, а благодаря ее большому объему в емкости, к магистрали можно подключать большое число точек водоразбора. В результате потребитель всегда имеет горячую воду в любых объемах при среднем числе точек водозабора около трех.
По типу установки газовые котлы делят на:
Рис. 3 Основные узлы настенных двухконтурных моделей
Напольные. Данного типа котлы выпускают тепловой мощностью от 20 до 150 кВт, их отличительные особенности:
Стоит заметить, что помимо чугуна, напольные агрегаты выпускают и со стальными теплообменными узлами.
Конденсационные
Данную разновидность настенного газового котла относят к последним разработкам в области отопительного оборудования, его основное отличие от обычных — более высокий КПД, доходящий до 98%. Этого показателя добиваются за счет того, что для подогрева теплоносителя забирают тепловую энергию у продуктов сгорания, снижая их температуру на выходе до 50 °С. При этом внутри котлового теплообменника жидкость от горячего дыма превращается в пар и после охлаждения выпадает в конденсат, после чего процесс циклически повторяется.
Агрегаты конденсаторного типа обычно подвешивают на стенах, они имеют тепловую мощность в диапазоне от 20 до 110 киловатт.
Рис. 4 Главные узлы напольного агрегата
Требования к котельным
В СНиП 2.04.08.87 приведены следующие нормы по размещению котельного оборудования:
Рис. 5 Системы отопления с различными видами трубопроводов
Подключение котла к системе отопления
Решая задачу, как подключить газовый котел к системе отопления, учитывают конструктивное исполнение агрегата и схему его обвязки. Стоит отметить, что типовая отопительная система принудительного принципа действия, которая используется в большинстве случаев, обязательно имеет в своем составе циркуляционный насос и расширительный закрытый бак. Данное оборудование обычно устанавливается в отопительный контур, хотя многие современные газовые котлы имеют встроенные циркуляционный электронасос и гидробак.
Одноконтурного
Схема подключения газового котла с одним контуром не отличается высокой сложностью и состоит из замкнутой трубопроводной линии, в которую последовательно подключены фильтры, циркуляционный электронасос, запорная арматура. Приборы для спуска воздуха и расширительный бак подключают к магистрали параллельно.
Основные комплектующие для обвязки одноконтурной отопительной системы и их параметры:
Котел. Современные агрегаты имеют электронную систему управления температурными параметрами и нередко оснащены следующими встроенными приборами: гидравлическим баком, циркуляционным насосом, автоматическим воздухоотводчиком, перепускным клапаном, электронными стабилизатором напряжения, манометром и его механическим дублером (бренд Vaillant).
Одноконтурные котлы оснащены четырьмя выходными патрубками с наружной резьбой на 3/4 дюйма: два из них используют для подключения к магистрали с теплообменными приборами и еще два применяют для подсоединения бойлера косвенного обмена.
Рис. 6 Двухконтурный газовый котел — конструктивное устройство и внешний вид на примере модели Navien Smart Tok
Трубы. Для монтажа отопительной системы чаще других используют трубы для отопления из полипропилена, металлопласта, сшитого полиэтилена, реже из меди и нержавейки из-за их высокой стоимости. Для типовых моделей мощностью до 28 кВт внутренний диаметр трубопровода принимают равным не менее 20 мм, при этом оптимальные показатели для:
Пользователю следует знать, что у всех перечисленных видов труб размеры задаются их наружным диаметром, то есть если исключить тонкостенную медь, то металлопластиковая и полипропиленовая труба снаружи должна быть больше внутреннего диаметра на один типоразмер, то есть 32 мм.
Кстати, про отопление в частном доме из полипропиленовых труб можно почитать в отдельной статье!
Запорная арматура. К одноконтурному газовому котлу подходят пять трубопроводов – четыре для подачи и отвода отопительной жидкости и один газовый. Чтобы получить возможность перекрывать поток рабочей среды, в систему помешают отсечные краны в следующих ситуациях:
Рис. 7 Применение отсечных кранов на входных котловых патрубках и фильтров грубой очистки (из-за неправильной установки по вертикали и сеткой вверх они бесполезны)
Фильтры. В магистраль отопительной системы обязательно помещают фильтр грубой очистки с сеткой на 100 или 200 мкм. Иногда ставят второй более мелкий механический фильтр на 20 мкм, обычно используют самопромывной тип с манометром на оголовке и спускным краном внизу.
Гидравлический бак. Прибор необходим для собирания расширяемой при нагревании отопительной жидкости.
Хотя во многих моделях присутствует встроенный гидробак, его объем для систем с большим количеством теплоносителя может оказаться недостаточен и возникает необходимость в дополнительном внешнем приборе.
Манометр. Приборы служат для контроля и регулировки давления в контуре, во многих котлах имеются как электронная, так и механическая модели.
Автоматический воздухоотводчик. Современные котлы уже оснащены встроенным воздухоотводчиком, однако он не решает проблемы с завоздушиванием по всей магистрали. Поэтому лучший вариант — установить один из приборов в самой верхней точке отопительного контура.
Группа безопасности. В настенных моделях аварийный спускной клапан в случае увеличения объема теплоносителя при перегреве размещен внутри прибора.
Подключение к системе напольного котла, обладающего высокой тепловой мощностью, нередко сопровождается установкой внешней группы безопасности — прибора, включающего в себя манометр, воздухоотводчик и спускной клапан. Аварийную арматуру размещают в непосредственной близости от котла на подающем трубопроводе.
Циркуляционный электронасос. Трехскоростной циркуляционный электронасос, устанавливаемый внутри многих газовых котлов, не всегда может справиться с проталкиванием жидкости по слишком длинному отопительному контуру с радиаторами или по ветвям теплых полов. Поэтому стандартная обвязка одноконтурных агрегатов может включать в себя еще один или больше циркуляционных электронасосов.
Рис. 8 Оборудование котельной с настенным отопительным котлом
3-х ходовой термоклапан. Прямое подключение напольного газового котла значительной тепловой мощности с чугунным теплообменником к отопительной линии чревато высокой вероятностью повреждения чугуна из-за большой разницы в начальных температурах подаваемой и обратной теплоносящей жидкости. Так как чугун может разрушиться при температурном перепаде около 40 °С, а нагревательный агрегат работает в режиме 60 — 80 °С, то при работе с остывшим тепловым носителем повышаются риски разрушения чугунных или стальных теплообменников.
Поэтому нередко между линиями подачи и обратки устанавливают параллельную перемычку (байпас) с термозависимым трехходовым обратным клапаном. При высокой разнице между температурами подаваемого и обратного теплоносителя клапан открыт и жидкость двигается по параллельному контуру малой длины. Как только отопительная жидкость нагревается и температуры подачи и обратки выравниваются, клапан закрывается и тепловой носитель начинает поступать в контуры отопления с радиаторами или теплыми полами.
Стабилизатор напряжения. Хотя современные нагревательные котлы имеют внутренний стабилизатор, он не всегда справляется с перепадами напряжения в сельских сетях, которые могут составлять десятки вольт. Поэтому пользователю следует отдельно приобрести электронный стабилизатор и запитать через него котел.
Рис. 9 Схема обвязки напольного одноконтурного котла с воздухоотводчиком и группой безопасности
Двухконтурного
В отличие от одноконтурных разновидностей, двухконтурные имеют дополнительные трубопроводы подачи холодной и отвода горячей воды. Подключение двухконтурного газового котла к системе отопления аналогично одноконтурным моделям — в отопительной магистрали используют трубы одинакового сечения, одну и ту же запорно-регулирующую арматуру и места ее расположения.
Дополнительно двухконтурная система отопления и ГВС включает в себя:
1. Трубопроводы холодной и горячей водоподачи с внутренним стандартным проходным каналом:
Для полимерных труб это означает, что их регламентированный наружный диаметр составляет 25 мм.
2. Линию подпитки. В двухконтурных моделях предусмотрена возможность непосредственно от трубопровода запитывать отопительный контур водой из магистрали холодного водоснабжения.
Это очень удобно и не требует применения наружного электронасоса для закачки отопительной жидкости под давлением в трубопровод. Как правило, давление в наружной водопроводной системе выше, чем в отопительной магистрали (соотношение примерно 3 к 1 бару), поэтому при непосредственном соединении 2-х трубопроводов вода поступает в отопительную магистраль.
На подпитывающий трубопровод обычно ставят запорный шаровый кран и обратный клапан, предотвращающей поступление отопительной жидкости в водопроводную магистраль при падении в ней напора или отсутствии воды.
Рис. 10 Схема монтажа настенных моделей с двумя контурами
Косвенного обмена
Основные принципы построения, приборы, арматура, размеры тип и трубопроводов для подключения котлов к бойлерам косвенного обмена аналогичны изложенным выше. Дополнительно система содержит следующие элементы:
Стоит отметить, что в системе косвенного обмена можно использовать и двухконтурный котел, заглушив входной и выходной патрубки холодной водоподачи и отвода горячей воды или применив иную схему подключения.
Рис. 11 Схема подключение котла к системе отопления к газовому котлу Viessmann и бойлера косвенного обмена
Особенности подсоединения котлов к источнику электроэнергии
Для корректной работы электроники отопительного котла необходима энергия, обычно потребляемая ей мощность невелика и составляет в среднем около 100 ватт. Подключение газового котла к источнику электроэнергии производится простым включением электрического кабеля в розетку, при этом не требуется проведение каких-либо дополнительных операций.
А так как газовые котлы могут работать некорректно или электроника при значительных перепадах напряжения в доме может выйти из строя, становится актуален выбор подходящего стабилизатора напряжения.
Наиболее приемлемым вариантом для пользователя является приобретение стабилизатора релейного типа. В его конструкции имеется трансформатор с рядом вторичных обмоток, которые подключаются к агрегату при срабатывании реле. А само реле в свою очередь реагирует на величину внешнего напряжения через электронную схему. В результате на выходе стабилизатора будет стабильное напряжение, не выходящее за предельно допустимые нормы по ГОСТ.
В недорогом типовом стабилизаторе имеется четыре реле, то есть при превышении входного напряжения оно может опускаться на две ступени. Аналогичная ситуация произойдет и при понижении входного напряжения– на выходе возможен его двухступенчатый подъем.
Так как большинство поставляемых на отечественный рынок стабилизаторов выполнены на 99% из китайских комплектующих, не имеет смысла обращать внимание на бренд производителя.
Единственный фактор, который следует учитывать кроме цены при выборе стабилизатора — удобство его размещения в котельной, то есть практичнее выбрать подвесной прибор.
Если в районе проживания пользователя часто отсутствует электрическая энергия, следует рассмотреть приобретение источника бесперебойного питания.
Рис. 12 Популярные марки стабилизаторов напряжения для котлов и их размещение
Организация дымохода
Подключение настенного котла предусматривает использование коаксиального дымохода, выходящего через стену здания на улицу.
Конструктивно устройство представляет собой отрезок трубы с двумя оболочками — по внутренней камере горячие продукты горения выходят наружу, а через внешнюю происходит всасывание воздуха для работы газовых горелок. Коаксиальный дымоход при выходе наружу наклоняют вниз на 3 — 5 градусов для стекания конденсата на землю.
Для подключения напольного агрегата используют вертикальный дымоход, основные требования ко всем видам:
Рис. 13 Правила подключение котла к системе отопления и внешний вид коаксиальных дымоходов
Решая задачу, как подключить котел к отопительной системе, рассматривают функциональные возможности оборудования и выбирают правильную схему его соединения с трубопроводом, запорно-регулирующей арматурой и приборами. Стоит отметить, наибольшей сложностью обладает схема подключения двухконтурного газового котла или его одноконтурного аналога к бойлеру косвенного обмена, однако и в этих вариантах правильно провести монтаж по силам работнику даже с небольшим опытом.