Котел на дровах и электричестве для отопления дома: схема
Всё держится на одном баке
В половине четвёртого Остап стоял у котла с фонариком в зубах — за окном минус двадцать два, в трубах чуть тёплая вода, и до рассвета надо было топить ещё раз. Через год в его котельной появилась тонна воды в железной бочке, и ночные подъёмы кончились.
Соединить дровяной котёл с электрическим напрямую — тупик: они начнут мешать друг другу. Работает другое. Между ними ставят буферную ёмкость (теплоаккумулятор). Дровяной котёл жарит на полной мощности, заряжает бак и гаснет; бак отдаёт тепло дому девять-двенадцать часов; электрокотёл врезан после бака и просыпается, только когда вода на выходе остыла ниже уставки. Дрова несут нагрузку, электричество сторожит.
Три решения, от которых зависит всё остальное:
- объём бака считают от закладки дров, а не от площади дома;
- электрокотёл ставят на подаче к радиаторам, а не в контур зарядки бака;
- у электрического контура уставка на 5-7 градусов ниже дровяного — иначе греть будут оба сразу.
Если вы уже встаёте ночью к котлу
Разбор для хозяина дома на 80-150 квадратов, где газа нет и не обещают, дровяной котёл давно стоит, а электричества по договору 10-15 киловатт. К этому моменту человек обычно пережил хотя бы одну зиму на дровах и знает три вещи: закладка прогорает часа за три, к пяти утра дом выстывает, уехать зимой на двое суток нельзя. Уровень — «полипропилен паял сам, гидравлику не считал». Времени готов дать выходные, не больше.
Если котёл ещё не куплен, тоже читайте: место под бак закладывают, когда котельная только рисуется. Потом тонну в готовое помещение не занести.
Дом Остапа: 110 квадратов и одна тонна воды
Откуда взялись 4,5 киловатта
Дом под Всеволожском, 110 квадратов, стены в полтора кирпича с наружным утеплением. Прикидка «сто ватт на квадрат» давала 11 киловатт в самый мороз. Только минус двадцать пять у нас случается неделю за зиму, а средний январь ходит около минус восьми. Остап взял половину пиковой — 4,5 киловатта — и после февраля сверил с фактом. Сошлось. Тут мне везёт не всегда: у домов с холодным подполом расхождение бывает заметно больше, и половина превращается в две трети.
4,5 киловатта — это 108 киловатт-часов тепла в сутки. Вокруг этого числа вертится вся дальнейшая арифметика.
Сколько тепла влезает в тысячу литров
Котёл на 25 киловатт, загрузочная камера 60 литров. Под завязку Остап её не набивает — кладёт около 20 килограммов колотой берёзы. Взвешивал честно: мешок дров, напольные весы, минус собственный вес.
Сухая берёза влажностью 20% отдаёт примерно 3 300 ккал с килограмма, то есть 3,8 киловатт-часа. В закладке — 76 киловатт-часов. Классический дровяной котёл по паспорту показывает КПД 75-80%, на практике ближе к нижней границе. В воду попадает около 57 киловатт-часов.
Горит закладка примерно три часа. За это время дом сам съедает 3 × 4,5 = 13,5 киловатт-часа. Оставшиеся 43,5 должны куда-то деться — их и принимает бак.
Тонна воды на градус нагрева берёт 1 000 ккал, а в киловатт-часе 860 ккал. Отсюда перепад: 43,5 × 860 / 1 000 = 37 градусов. Бак уходит с 40 °C на 77 °C. Не кипит, ещё и запас до предохранительного клапана остался.
Дальше ёмкость работает в обратную сторону. Те же 37 градусов при нагрузке 4,5 киловатта тянутся 43 / 4,5 ≈ 9,5 часа. Полный цикл — три часа топки плюс девять с половиной на баке, двенадцать с половиной. Две закладки в сутки, обе в человеческое время: утром и перед сном. Ночной подъём отменило не хитрое железо, а обыкновенное деление.
Купи Остап ёмкость на 500 литров, как советовали в магазине, закладка бы в неё не влезла: полтонны воды до 80 градусов примут всего 21 киловатт-час. Излишек ушёл бы в перегрев, клапан на 3 бара стравливал бы воду, а котёл пришлось бы душить заслонкой и топить тлением — с сажей и дёгтем в придачу.
Куда встал электрокотёл
Электрокотёл на 9 киловатт врезан на подаче из бака к радиаторам, перед коллектором. Порядок узлов: бак → насос → электрокотёл → дом. Обратный клапан не пускает нагретую ТЭНами воду назад в ёмкость.
Уставка — 40 градусов по датчику на выходе из бака. Пока там теплее, ТЭНы молчат. Упало — включается первая ступень на 3 киловатта, потом вторая и третья. Три фазы и 15 киловатт по договору такой котёл переносит спокойно: около 14 ампер на фазу. На одной фазе те же 9 киловатт дают уже 39 ампер — кабель шесть квадратов и отдельный автомат, и здесь честнее взять котёл на 6 киловатт. Как считать мощность под свою сеть — в разборе про выбор электрокотла.
Сам узел зарядки бака — трёхходовой клапан на 55-60 градусов, насос, группа безопасности — собирается ровно так же, как для котла вообще без электричества. Если непонятно, зачем каждая железка и в каком порядке они идут, начните с обвязки твердотопливного котла: электрическая часть в этом узле не меняет ничего.
Февраль: 46 закладок и 380 киловатт-часов
За февраль дом забрал около 3 000 киловатт-часов тепла — те самые 4,5 киловатта на 672 часа. Разложилось так:
| Источник | Сколько дал | Откуда цифра |
|---|---|---|
| Дрова, 46 закладок | ≈ 2 620 кВт·ч | 57 кВт·ч с закладки |
| Электрокотёл | 380 кВт·ч | отдельный счётчик |
Сорок шесть закладок на 28 дней — это две в сутки, а в оттепель хватало одной. Свои 380 киловатт-часов ТЭНы набрали в основном за три дня, пока Остап мотался по работе, плюс утренние добивки в морозы. Примерно каждый восьмой киловатт-час тепла в доме оказался электрическим.
В рублях считайте по своей квитанции: тариф зависит от области, от наличия электроплиты и от того, стоит ли двухзонный счётчик. Умножьте свои 380 на цифру из счёта — это и есть цена возможности уехать из дома зимой.
Шесть промахов, после которых котёл кипит
| Ошибка | Что происходит | Как лучше |
|---|---|---|
| Два котла врезаны параллельно, без обратных клапанов | Горячая вода гоняется по кругу через холодный котёл, дом греется вполсилы | Обратный клапан на каждой ветке, а надёжнее — развязка через бак |
| Ёмкость поставили, а защиты обратки нет | Обратка холоднее 55 °C, на стенках топки конденсат и дёготь, теплообменник зарастает за сезон | Трёхходовой термостатический клапан на 55-60 °C и насос на зарядке |
| Объём бака выбирали по площади дома | Закладка не влезает, котёл закипает, сбросной клапан стравливает воду | Считать от закладки: тепло одной порции дров минус то, что дом съест за топку |
| ТЭНы врезали до бака | Электричество греет тонну воды вместо комнат, ночью счётчик крутится впустую | Врезать после бака, на подаче к радиаторам |
| Уставки у обоих котлов одинаковые | Дрова горят, ТЭНы работают, экономии нет | Электрическому — на 5-7 °C ниже дровяного |
| Полипропилен вплотную к дровяному котлу | При закипании трубы у котла плывут, резьбы текут | Первые полтора-два метра — только металл |
Пятая строка выглядит мелочью, но теряют на ней чаще всего: система работает, дом тёплый, а счёт приходит такой, будто дров и не было.
Кому эта связка выйдет боком
Тонна воды остаётся тонной воды. Ёмкость на 1 000 литров — это примерно метр на метр в плане и полтора в высоту, а пол под ней должен держать полторы тонны вместе с водой и обвязкой. На деревянном перекрытии это отдельная работа с опорами, и порой дешевле перенести котельную, чем усиливать пол.
Второе ограничение — мощность. При выделенных 5 киловаттах электрокотёл перестаёт быть вторым источником и становится сторожем от разморозки: три-четыре киловатта на 110 квадратов удержат градусов десять, не больше. Трубы уцелеют, но уехать на неделю уже не выйдет.
Не окупится затея и там, где газ идёт по улице. Отдельный случай — дачи выходного дня: греть тонну воды каждую пятницу ради двух суток бессмысленно, там разумнее скромный электрокотёл, который всю неделю держит +8.
Суббота с рулеткой и бытовыми весами
Сегодня не покупайте ничего. Снимите шесть чисел и запишите в блокнот — с ними разговор в магазине пойдёт иначе, и вам не продадут бак «на глазок».
- Замерьте загрузочную камеру: ширина × высота × глубина в сантиметрах, поделить на 1 000 — получите литры.
- Взвесьте свою обычную закладку: дрова в мешок, встать с ним на весы, вычесть собственный вес.
- Умножьте килограммы на 3,8 — это киловатт-часы в дровах; результат на 0,75 — столько дойдёт до воды.
- Отнимите то, что дом сожрёт за топку: три часа × ваша средняя нагрузка. Остаток обязан принять бак.
- Найдите в договоре с сетевой компанией выделенную мощность и число фаз.
- Промерьте свободный угол котельной и загляните, что под полом — плита или лаги.
На этом остановитесь. Литры топки, киловатт-часы закладки и выделенная мощность закрывают выбор бака и второго котла целиком; дальше начинается работа монтажника.
Вопросы от тех, кто уже топит
Котел на дровах и электричестве — это один агрегат или два?
Встречается и то и другое. Продают комбинированные котлы, где ТЭНы вкручены прямо в корпус дровяного: одна обвязка, меньше места, дешевле на старте. Два отдельных гибче — электрический вешают там, где удобно, меняют или наращивают ступенями, а на время ремонта дровяного дом не остаётся холодным. Для дома, который топят всю зиму каждый день, я бы брал два раздельных.
Обвязка твердотопливного котла с электрокотлом схема подключения — где её взять?
Рисуйте сами, по порядку узлов: котёл → группа безопасности → трёхходовой клапан защиты обратки с насосом → буферная ёмкость → насос контура отопления → электрокотёл → коллектор на радиаторы, и обратка замыкает круг. Обратный клапан после ТЭНов обязателен. Готовые картинки из интернета нарисованы под чужое железо, поэтому сверяйте с паспортом своего котла — особенно расположение и диаметры патрубков.
Твёрдотопливный котёл с электрическими тенами — стоит ли рассматривать?
Да, если котельная тесная и бюджет ограничен: ТЭНы греют ту же воду и отдельного места не просят. Минусы честные — мощность блока обычно 6-9 киловатт и нарастить её нельзя, а при перегреве дровяной части ТЭНы живут в тяжёлых условиях. Буферная ёмкость такому котлу всё равно понадобится: два источника в одном корпусе лишнее тепло от закладки девать некуда не научат.
Котел для дома с водяным отоплением на дровах и электричестве: что докупать?
Помимо самих котлов — буферная ёмкость, группа безопасности (клапан 3 бара, автоматический воздухоотводчик, манометр), трёхходовой клапан защиты обратки, два циркуляционных насоса, обратные клапаны, расширительный бак примерно на 10% объёма воды в системе, гильзы под датчики и комнатный термостат. Со стороны электрики — отдельный автомат, кабель по току и, если тариф двухзонный, счётчик с ночной зоной. И металл на первых двух метрах от дровяного котла: экономия здесь оборачивается потопом в первую же сильную топку.