Газовый и электрический котел допустимо подключать в одну систему отопления. Такая конфигурация называется двухисточниковой: газовый котел работает основным источником тепла, электрический включается, когда газовый недоступен, либо поддерживает систему в пик морозов. Котлы при этом не образуют единый прибор. Каждый включен в общий контур отдельной обвязкой, а распределением нагрузки между ними управляют гидравлика и автоматика.
Существует три рабочие схемы объединения котлов в общий контур: последовательная, параллельная с обратными клапанами и развязка через гидравлический разделитель. Выбор схемы определяется мощностью оборудования и числом циркуляционных насосов, а также тем, какой режим резервирования нужен владельцу.
Коротко: семь правил двухкотловой схемы
- Каждый котел подключается к общему контуру через собственный обратный клапан. Без клапана работающий котел частично гонит теплоноситель через стоящий прибор, и температура подачи падает.
- Приоритет отдается газовому котлу: магистральный газ по тарифу для населения в разы дешевле электричества. Электрокотел включается, когда газовый не может работать.
- Переключение между котлами выполняет контроллер котельной.
- Электрокотел до 8-9 кВт может работать от одной фазы 220 В. При мощности от 12 кВт требуется трехфазный ввод 380 В, а отдельная силовая линия с индивидуальным автоматом нужна в любом случае.
- Мощность резервного электрокотла допустимо брать пониженной. Для поддержания плюс 10-15 градусов в утепленном доме достаточно 30-40 Вт на квадратный метр.
- Расширительный бак отопления подбирается с учетом объема теплоносителя обоих котлов и всех контуров системы.
- Автоматика электрокотла должна иметь режим антизамерзания. При падении температуры теплоносителя ниже 5 градусов котел включается сам, независимо от сезона и настроек.
Зачем в один контур ставят два котла
Двухисточниковая система отопления предполагает, что теплоноситель подогревается одним из двух независимых приборов, включенных в общий контур. Избыточной такая конфигурация не является. Она закрывает три эксплуатационные ситуации, которые одним котлом не закрываются.
Первая: аварийное отключение газа. Отключения плановые и внеплановые случаются каждый отопительный сезон, и зимой перерыв в теплоснабжении дома с водяными контурами недопустим. Вторая ситуация возникает при плановых работах: обслуживании газового котла, чистке теплообменника, замене узлов. Третья: пиковые нагрузки. При сильном похолодании один котел работает на пределе, и второй источник снимает пик без форсирования основного оборудования.
Четвертый сценарий возникает еще до газификации. Пока магистральный газ к участку не подведен, электрический котел запускает систему сразу после ввода электроснабжения. После газификации он переходит в резерв, и обвязка при этом не переделывается.
Схема 1. Последовательное подключение электрокотела к газовому
Последовательная схема самая простая, но редко используемая. Электрокотел включается в линию теплоносителя после газового котла, оба прибора оказываются в одной гидравлической цепи. Теплоноситель проходит через котлы друг за другом, каждый подогревает его на своем участке.
Схема применяется в небольших системах с одним циркуляционным насосом, где суммарная мощность не превышает 25-30 кВт, а гидравлическое сопротивление невелико. Сопротивления двух теплообменников здесь складываются, и часть напора насоса расходуется на их последовательное преодоление.
Обязательные элементы обвязки: обратный клапан на каждом котле, отсечная арматура, автоматические воздухоотводчики. Клапан не дает теплоносителю циркулировать через неработающий прибор. Без него при работе одного котла часть потока уходит через второй: теплоноситель остывает в стоящем теплообменнике и возвращается в магистраль холоднее расчетного. Отопительные приборы получают недогретый теплоноситель и греют слабо. Клапан здесь не опция, а необходимость.
Ограничения схемы очевидны: она не подходит для систем с несколькими циркуляционными насосами и большим объемом теплоносителя. Оба прибора, кроме того, должны быть рассчитаны на общее рабочее давление контура.
Схема 2. Параллельное подключение с обратными клапанами
Параллельная схема считается стандартом для большинства частных домов. Котлы присоединяются к общей магистрали двумя независимыми подводками. Подача и обратка у каждого котла свои, точки соединения с магистралью общие.
Ключевой элемент здесь, как и в предыдущей схеме, обратный клапан. Он стоит на выходе каждого котла. При работе газового котла клапан на линии электрокотела закрывается давлением рабочего потока со стороны магистрали, и теплоноситель не проходит через холодный прибор. При работе электрокотела закрывается клапан газового. Поток всегда проходит через работающий котел.
На каждой подводке устанавливаются шаровые краны. Они позволяют перекрыть любой котел и обслуживать его без слива теплоносителя из системы. На общей магистрали работает один или несколько циркуляционных насосов, подобранных по гидравлическому расчету.
Схема корректно работает при условии симметрии подключения. Длины подводок котлов к точкам присоединения к магистрали не должны сильно различаться, иначе поток распределится между котлами неравномерно. Разницу длин компенсируют балансировкой на запорно-регулирующей арматуре.
Схема 3. Развязка через гидравлический разделитель
При мощностях от 30-35 кВт, нескольких циркуляционных насосах и разветвленной системе с теплыми полами и радиаторными зонами котлы объединяют через гидравлический разделитель. Это вертикальная труба увеличенного сечения, установленная между котловой гребенкой и коллектором потребителей.
Внутри разделителя сечение потока резко увеличивается. Скорость теплоносителя падает почти до нуля, и напоры насосов перестают влиять друг на друга: котловой насос работает только на котлы, насосы контуров на свои зоны. Для двухкотловой схемы это принципиально важно. Без разделителя насос одного котла способен перекачивать теплоноситель через второй котел в обратную сторону, создавая паразитную циркуляцию.
В этом варианте оба котла подключаются к общему котловому коллектору перед разделителем, каждый со своим обратным клапаном и отсечной арматурой. Дальше теплоноситель распределяется по контурам отопления и горячего водоснабжения.
Примеры из реализованных объектов. В котельной дома из газобетона в Колтушах (223 м2, газовый котел 24 кВт и электрический 14 кВт) развязка выполнена гидравлическим разделителем в составе обвязки с трехходовыми смесительными клапанами и сервоприводами. В доме из бруса в Лопухинке (216 м2, конденсационный газовый котел Meteor M30 26 кВт и электрокотел Protherm Скат 14 кВт) применен балансировочный коллектор Gidruss BM-80-5DU с теплоизоляцией, совмещающий функции разделителя и распределительной гребенки.
Сравнение трех схем
Минимальный состав обвязки каждого котла
Независимо от выбранной схемы, на подводке каждого котла должен быть законченный набор узлов. Пропуск любого из них либо нарушает работу второго котла, либо создает риск при обслуживании.
Как котлы понимают, какому из них работать
Переключением источников тепла управляет контроллер котельной. Это отдельное устройство. Оно следит за температурой теплоносителя и состоянием обоих котлов, принимает внешние сигналы и на их основании формирует команды.
Логика стандартная. Газовый котел основной, контроллер держит его в работе, пока он доступен и справляется с нагрузкой. Электрокотел резервный. Контроллер запускает его при срабатывании одного из условий: падения температуры теплоносителя ниже установленной при остановленном газовом котле, сигнала об ошибке газового котла, длительного отсутствия пламени. Когда газовый котел восстанавливается, контроллер возвращает ему приоритет и отключает электрический.
Управляющие команды передаются через промежуточные реле и контакторы. Контроллер не коммутирует силовой ток котла напрямую, а замыкает управляющие цепи. Для электрокотела замыкается цепь пуска ТЭНов, для газового замыкается цепь запуска горелки.
Одновременная работа двух котлов в этой логике не предусмотрена, и это норма. Суммарный нагрев не требуется: каждый котел подобран с запасом на всю нагрузку дома. Одновременная работа возможна только как ручной режим форсированного прогрева, если он заложен в настройках контроллера.
Практический пример. Контроллер MyHeat ведет мониторинг параметров котельной и отправляет уведомления владельцу в мобильное приложение при отклонениях и ошибках. Контроллер дополнен симисторным блоком расширения, промежуточным реле и резервированным источником питания 12 В с аккумулятором. Автоматика продолжает работать и переключать котлы даже при пропадании электроснабжения. Для резервной схемы это имеет прямое значение: электрокотел в такой ситуации не запустится, но контроллер сохранит логику и вернет систему в штатный режим при восстановлении питания.
Электрическая часть схемы
Электрокотел относится к мощным потребителям, и требования к его подключению те же, что и к силовым линиям дома. ПУЭ требует защиты каждой силовой линии от сверхтоков. Паспорта котлов требуют подключения через отдельный автоматический выключатель.
Стандартная схема электропитания двухкотловой котельной включает: отдельную силовую линию от распределительного щита до электрокотла; трехполюсный автоматический выключатель для трехфазных моделей; устройство защитного отключения или дифференциальный автомат; кабель сечением по расчету тока; шину заземления в котельной. Газовый котел, его насосы и автоматика подключаются к другим группам, чтобы отключение электрокотла не обесточивало контур газового отопления.
Номиналы приведены с запасом к длительным токам ПУЭ для медных жил, проложенных в трубе или коробе. Для такой прокладки допустимы следующие длительные токи: 27 А для 4 мм2, 34 А для 6 мм2 и 50 А для 10 мм2. Электрокотел работает длительными циклами на полной мощности, и линия не должна эксплуатироваться на пределе допустимого нагрева.
Есть и дополнительный узел, который в двухкотловой схеме часто упускают. Это стабилизатор напряжения для газового котла.
Какой мощности выбирать резервный электрокотел
Мощность электрокотла определяется его задачей, а задача может быть разной. Расчет ведется в двух режимах.
Полный режим. Электрокотел заменяет газовый полностью, и его мощность приравнивается к расчетным теплопотерям дома. Для утепленного дома это 50-70 Вт на квадратный метр отапливаемой площади: для дома 200 м2 получается 10-14 кВт.
Аварийный режим. Задача электрокотла здесь другая: не комфорт, а защита системы. Нужно удерживать в доме плюс 10-15 градусов, для этого хватает 30-40 Вт на квадратный метр. Для дома 200 м2 это 6-8 кВт. Этого достаточно, чтобы теплоноситель не остывал, стяжки и конструкции не промерзали, а после восстановления газа дом выходил на комфортный режим за часы, а не за сутки.
На рассмотренных примерах (дом в Лопухинке и дом в Колтушах) применены электрокотлы на 14 кВт при газовых 24 и 26 кВт:
14 кВт на дом площадью около 220 м2 дают 63-65 Вт на квадратный метр. Это больше, чем нужно для аварийного поддержания, и достаточно для полноценного отопления утепленного дома: электрический котел в такой конфигурации способен отапливать дом самостоятельно. Пониженная мощность резервного котла оправдана, когда электричество нужно исключительно как страховка при стабильном газе и вводе ограниченных 15 кВт.
Тепловая мощность электрокотла регулируется ступенями, и каждая ступень это отдельный ТЭН. В резервной схеме это удобно. Контроллер может ограничить число работающих ступеней, и потребление уложится в выделенный лимит.
Тепловая мощность электрокотла регулируется ступенями, и каждая ступень это отдельный ТЭН. В резервной схеме это удобно. Контроллер может ограничить число работающих ступеней, и потребление уложится в выделенный лимит.
Типовые ошибки двухкотловой схемы
Отсутствие обратных клапанов на котлах. Самая частая ошибка. Последствие известно: теплоноситель постоянно подается через неработающий котел, контуры недогреваются, а топливо расходуется впустую.
Общий циркуляционный насос без гидравлического расчета. Насос подбирают по максимальному расходу системы с учетом сопротивления обоих котлов и всех контуров. Насос без расчета дает либо шум и эрозию в арматуре, либо недостаточный расход в дальних контурах.
Подключение электрокотела через розеточную группу. Розеточные линии рассчитаны на 16 А, электрокотел любой мощности требует собственной силовой линии. Розетка под нагрузкой 20-30 А нагревается, контакты выгорают.
Отсутствие приоритета в автоматике. Если переключение котлов не автоматизировано, владелец вынужден контролировать аварию вручную. Замерзание системы при ночном отключении газа в этом сценарии вопрос времени.
Расширительный бак без учета электрокотла. Объем теплоносителя в двухкотловой системе выше, чем в однокотловой. Бак, подобранный по одному котлу, оказывается занижен, и предохранительный клапан срабатывает при каждом нагреве.
Когда двухкотловая схема не нужна
Есть три ситуации, в которых второй котел не окупается. Первая: стабильное магистральное газоснабжение, короткие и редкие отключения, владельцы готовы к разовым перерывам. Вторая: сезонный дом, где зимой система заполнена незамерзающим теплоносителем и работает в поддерживающем режиме, риск разморозки снят самой конфигурацией. Третья: небольшой утепленный дом до 80-100 м2, где рациональнее электрическое отопление как основное плюс печь.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли подключить электрокотел к газовому котлу в одну систему отопления?
Да, это стандартная двухисточниковая схема. Оба котла включаются в общий контур отдельными подводками с обратными клапанами, а переключением управляет контроллер котельной. Газовый котел работает основным, электрический резервным.
Можно ли поставить электрокотел меньше газового по мощности?
Да, если электрокотел рассчитан на аварийный режим. Для полноценной замены газового котла мощность электрического должна соответствовать теплопотерям дома.
Будут ли газовый и электрический котел работать одновременно?
В штатной логике нет. Контроллер держит в работе один котел: при доступном газе работает газовый, электрический включен при аварии. Суммарная мощность двух котлов в отоплении не требуется, каждый прибор подбирается с запасом на всю нагрузку дома.
Нужен ли электрокотлу отдельный автомат и кабель?
Да. Электрокотел подключается отдельной силовой линией от распределительного щита через индивидуальный автоматический выключатель и устройство защитного отключения. Сечение подбирается по мощности. На 6 кВт нужен кабель 3х6 мм2, на 14-15 кВт кабель 5х6 мм2.
Нужны ли электрическому котлу дымоход и вентиляция?
Нет. Электрокотел не имеет процесса сгорания, дымоход и подвод воздуха для горения ему не требуются. Вентиляция помещения котельной нормируется под газовый котел, электрический на эти требования не влияет.
Можно ли обойтись без контроллера и переключать котлы вручную?
Минимально допустимый вариант автоматики это реле приоритета или комнатный термостат с сухим контактом, запускающий электрокотел по температуре. Полноценный вариант это контроллер котельной. Он отслеживает не только температуру, но и ошибки газового котла, ведет журнал событий и уведомляет владельца. Ручное переключение кранами не считается резервированием: авария с газом чаще всего случается ночью.
Будет ли электрокотел работать от генератора?
Да, при двух условиях. Мощность генератора должна перекрывать мощность электрокотла с запасом на пусковые токи и собственные потери: для котла 14 кВт нужен генератор от 17-18 кВт. Подключение выполняется через схему автоматического ввода резерва.
Что произойдет при отключении газа: система сама переключится на электрокотел?
Да, при корректно настроенной автоматике. Контроллер фиксирует остановку газового котла, падение температуры теплоносителя ниже уставки и запускает электрокотел. После восстановления газоснабжения газовому котлу возвращается приоритет. Все события записываются в журнал контроллера, уведомления приходят владельцу дома в мобильное приложение.
Услуги по монтажу систем отопления и котельных:
Закажите расчет стоимости монтажа:
Больше полезной информации в статьях:
- Монтаж котельных и отопительных систем для частного дома в Санкт-Петербурге и Ленинградской области
- Монтаж отопительных систем и котельных для загородного дома в Москве и Московской области
Закажите расчет стоимости монтажа:
- на сайте amikta.ru
- по почте info@amikta.ru
- или по телефону: 8 (812) 408 07 36 - для Санкт-Петербурга и области
- 8 (495) 638 09 27 - для Москвы и области
Больше полезной информации в статьях:
