Схема системы отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома: Отопление двухэтажного дома. Проверенные схемы монтажа
Схема отопления с естественной циркуляцией частного дома. Жми!
Централизованная система отопления постепенно отживает свое, поскольку, как можно заметить, она не способна справиться с возложенными на нее задачами по отоплению помещений. Поэтому, все чаще можно встретить использование автономного отопления.
Наиболее актуальным данный вопрос является для частных домов, по причине отсутствия какого-либо источника тепла. Существует несколько схем отопления, что дает возможность каждому выбрать свою по душе и в соответствии с финансовыми предпочтениями.
Содержание
1 Разновидности
2 Принцип функционирования оборудования
3 Используемые радиаторы отопления
4 Разновидности схем подключения радиаторов
5 Выбор труб
6 Особенности систем самотеком
Рассмотрим варианты систем отопления для частных и многоквартирных домов:
• с использованием принудительной циркуляции теплоносителя;
• естественная циркуляция с использованием самотёка теплоносителя.
Системы с естественной циркуляцией получили широкое распространение, главным образом, благодаря своим сильным сторонам:
• функционирование системы с естественной циркуляцией независимо от того есть напряжение в сети или нет;
• высокие показатели инерционности системы, где внешние факторы не влияют на распространение тепла.
[advice]Примите к сведению: следует с особым вниманием подойти к выбору диаметра используемых труб для системы отопления, учитывая то, что больший диаметр улучшает циркуляцию воды, однако и здесь тоже следует знать меру.[/advice]
Принцип функционирования оборудованияСтатья, посвящённая установке насоса в систему отопления, расположена здесь: https://teplo.guru/sistemy/sistemy-otopleniya-s-nasosnoi-tsirkulyatsiei.html
Система предусматривает проталкивание горячей воды наверх. Использование данной схемы отопления дома позволяет выполнять монтаж котла ниже отопительных радиаторов.
С верхней части вода в трубе с небольшим углом продвигается дальше. Здесь нужно обратить внимание на трубы, что отходят от главной ветки, подключенные к отопительным батареям, поскольку они должны быть тоньше.
Наиболее актуальным этот принцип является для систем с верхним типом раздачи, откуда самотечная система проталкивает воду к радиаторам.
В случае, когда используется схема, подразумевающая нижнюю раздачу, отопление частного двухэтажного дома самотечным способом возможно, только если есть разгонный контур. Это означает, что следует создать перепад высот, путем подключения трубы к котлу, подымающуюся к расширительному бачку. Далее труба опускается на уровень окон и оттуда делается разводка по батареям.
[warning]Следует учесть: помехой самотечной системы отопления может быть низкий потолок, поскольку предусмотрено, что труба от верхней точки котла должна на 1,5 метра отходить, и плюс расстояние на расширительный бачок.[/warning]
Наибольшим плюсом, которым обладает гравитационная отопительная система, является, то, что самотек воды выполняется без участия других систем. Это означает, что в случае использования дровяного котла, горячая вода будет поступать в систему самотеком без использования насоса или какого-либо другого оборудования, требующего включения электричества.
Правда, при помощи таких схем можно обогревать только дома небольшой площади, поскольку существует ограничение длины контура труб не более 30 метров. Такая система еще носит название ленинградка.
Разновидности самотечных отопительных систем
Используется одна или две трубы, и это не влияет на принцип работы, поскольку вода поднимается как можно выше, где учитывается уклон, а далее она поступает во все элементы системы. Двухтрубный вариант системы закрытого типа отличается тем, что вода переходит в соседнюю ветку, через вход обратки котла.
Отличием однотрубной системы является то, что здесь на вход вода поступает от последнего радиатора. Подобный принцип применяется и в отопительных системах, сделанных своими руками.
Используемые радиаторы отопленияУзнать подробнее об однотрубной системе отопления можно в данном материале: https://teplo. guru/sistemy/odnotrubnaya-sistema-otopleniya.html
Наиболее значимый показатель здесь – это минимальное сопротивление потоку воды. А от ширины просвета радиатора зависит струя теплоносителя, вне зависимости от того, используете вы трубы из полипропилена или из других материалов. Однако, чугунные радиаторы в данном отношении будут просто идеальными, особенно когда используется однотрубная система. Они имеют наименьшее гидравлическое сопротивление.
Хорошо себя зарекомендовали в использовании алюминиевые и биметаллические радиаторы, но нужно обращать внимание на их внутренний диаметр, который не должен быть менее 3/4”. Этого будет для отопления одноэтажного дома вполне достаточно, не используя циркуляционный насос. Разрешается использовать стальные трубчатые батареи.
[advice]Обратите внимание: нежелательно использовать на водяное отопление панельные батареи из стали или другие с маленьким сечением, через которые вода или не сможет протекать вообще, или же будет проходить очень небольшой струйкой, что в однотрубной разновидности ограничит циркуляцию или станет для нее препятствием. [/advice]
Характерно, что для хорошего отопления недостаточно того, чтобы котлы хорошо нагревали воду. Очень важно для поступления теплоносителя в радиаторы правильно их подключить.
На практике для однотрубного используется нерегулируемое последовательное подключение. Правда, этой проблемы удастся избежать, если у вас будет использована двухтрубная система. Данная система также не использует регулятор, однако, если радиатор завоздушится, система будет функционировать, поскольку вода будет проходить через перемычку (байпас). Правда для такой системы, как теплый пол, данный вариант не подходит.
Подробнее о необходимости установки байпаса можно прочитать здесь: https://teplo.guru/elementy/truby/baipas-2.html
Установка за перемычкой двух шаровых кранов позволяет, перекрыв поток, снять или отключить радиаторы, при этом систему останавливать не нужно. Так правильный расчет радиаторов отопления позволит Вам помещение оснастить теплоаккумулятором.
[warning]Совет специалиста: циркуляция воды в системе осуществляется за счет разницы температур и разной плотности, поэтому обратный клапан устанавливать не нужно.[/warning]
Выбирая трубы для отопления, большое значение имеет не только диаметр, но и материал, из которого они изготовлены, а, если быть точнее, гладкость их стенок, поскольку это коренным образом влияет на систему.
Также, на выбор материала большое влияние оказывает котел, поскольку в случае с твердотопливным предпочтение следует отдать стальным, оцинкованным трубам или же изделиям из нержавейки, в связи с высокой температурой рабочей жидкости.
Однако, металлопластиковые и армированные трубы предполагают использование фитингов, что значительно сужает просвет, армированные полипропиленовые трубы будут идеальным вариантом, при рабочей температуре 70С, и пиковой – 95С.
Изделия из особого пластика PPS имеют рабочую температуру 95С, и пиковую – до 110С, что позволяет использовать в открытой системе.
Особенности систем самотекомВвиду того, что образуются турбулентные потоки, точные расчеты систем провести не удается, поэтому при их проектировке берутся усредненные значения, для этого:
• максимально поднимают точку разгона;
• используют широкие трубы подачи;
• необходимо сделать расчет количества радиаторов.
Далее от начала первого расхождения до каждого последующего подключают трубу меньшего диаметра на шаг, равный ему, что задействует инерционные потоки.
Также существуют и другие особенности монтажа самотечных систем. Так, трубы должны прокладываться под углом 1-5%, на что влияет протяженность трубопровода. Если в системе достаточный перепад высот и температур, можно использовать и горизонтальную разводку. Важно следить, чтобы не было участков с отрицательным углом, поскольку движением теплоносителя их не удастся достать, по причине образования в них воздушных пробок.
Так, принцип работы может основываться на открытом типе или быть мембранного (закрытого) типа. Если сделать монтаж горизонтальной ориентации, рекомендуется на каждом радиаторе установить краны Маевского, поскольку с их помощью легче ликвидировать воздушные пробки в системе.
Смотрите видео, в котором специалист рассказывает об условиях возможности применения самотечной, безнасосной, гравитационной системы отопления:
- Автор: IrinaG
- Распечатать
Оцените статью:
(7 голосов, среднее: 4.3 из 5)
Поделитесь с друзьями!
Схема отопления двухэтажного дома — Портал о строительстве, ремонте и дизайне
Содержание
- 1 Классификация отопления
- 1.1 Виды источников тепловой энергии — теплогенераторов
- 1.2 Виды теплоносителей
- 1. 3 Виды отопительных приборов
- 1.4 Типы радиаторов отопления
- 2 Схемы отопления двухэтажного дома
- 2.1 Схема отопления дома с естественной циркуляцией
Система отопления является важнейшей инженерной системой жизнеобеспечения любого дома. Ее предназначением является возмещение теплопотерь и создание определенного температурного режима, который нужен прежде всего для проживающих в доме людей, но не стоит недооценивать и того фактора, что эффективная система отопления призвана обеспечить, в том числе, стойкость и долговечность строительных конструкций.
Расчет и проектирование лучше доверить инженерам-теплотехникам, которые оценят теплопотери, дадут рекомендации по утеплению дома, а также сделают детальный расчет, что позволит избежать излишних расходов на дорогостоящее оборудование. Но выбор схемы отопления двухэтажного дома может сделать сам заказчик, исходя из многолетнего опыта функционирования различных систем.
Схема отопления двухэтажного дома
Классификация отопления
Виды источников тепловой энергии — теплогенераторов
Прежде чем выбирать ту или иную схему отопления, полезно узнать уже существующие виды и какой из них подойдет для конкретно решаемой задачи. Известно, что основным источником тепла являются различные виды теплогенераторов, в качестве которых могут выступать:
- Печи и камины. Этот вид отопления когда-то был основным, но сейчас используется все реже из-за высокой стоимости топлива (дров и угля) и невозможности эффективно управлять температурой в доме. В некоторых регионах, где отсутствует газоснабжение, этот вид отопления является безальтернативным выбором.
Печи и камины до сих пор используются в загородных домах
- Различные виды отопительных котлов, которыми могут быть: газовые, твердотопливные, жидкотопливные, электрические, — в зависимости от наличия доступа к различным энергоносителям и их стоимости.
- Альтернативные источники энергии. В эту категорию относятся: геотермальная энергия, получаемая тепловыми насосами, а также солнечная, которую преобразуют в тепловую солнечные коллекторы. Такой вид отопления находится в стадии бурного развития и пока применяется в нашей стране достаточно редко из-за высоких цен на оборудование.
Перспектива будущего — энергонезависимые дома
- Инфракрасное отопление. Источниками тепла являются специальные инфракрасные излучатели, которые используют в большинстве случаев электрическую энергию. Тепловая энергия при таком отоплении доставляется непосредственно «адресату» путем излучения. Для обогрева больших помещений или помещений с малой периодичностью появления в них людей инфракрасное отопление будет прекрасным выбором.
В некоторых ситуациях будет разумно сочетать различные виды теплогенераторов для отопления. Например, если имеется дачный дом, куда семья приезжает только на выходные. В этом случае будет разумно иметь газовый котел для основного отопления и электрический – для предотвращения замерзания зимой воды в системе и поддержания минимальной допустимой температуры в доме.
Виды теплоносителей
Любая система отопления должна перенести тепло, сконцентрированное в теплогенераторе до того теплового прибора, который обогревает конкретное помещение. Это делается при помощи теплоносителя, которыми могут быть:
- Воздух, который используется при отоплении печами, каминами, а также различными электрическими нагревателями. Ввиду того что воздух имеет низкую плотность, теплоемкость и коэффициент теплоотдачи, он сильно уступает жидкостным теплоносителям.
- Вода является практически идеальным теплоносителем в силу того, что обладает высокой теплоемкостью, плотностью, коэффициентом теплопередачи, и химической инертностью. Воду, подогретую котлом отопления, транспортируют к тепловым приборам при помощи системы трубопроводов.
В большинстве современных систем отопления в качестве теплоносителя применяют воду или различные антифризы, являющимися водными растворами этиленгликоля, пропиленгликоля или их комбинаций. Такое свойство как стойкость к незамерзанию при низких температурах может быть полезно в системах отопления таких домов, где не планируется проживание людей постоянно в зимнее время. В тех домах, где отопление будет работать всю зиму, применение антифризов экономически нецелесообразно.
Различные антифризы плохо «уживаются» с алюминиевыми радиаторами, некоторыми уплотнениями и трубами. Помимо этого теплоносители с содержанием этиленгликоля ядовиты. Поэтому использовать такие составы нужно только в тех случаях, когда без них просто не обойтись..
Виды отопительных приборов
Отопительные приборы можно разделить на два основных класса:
- Радиаторы – в переводе с латинского они переводятся как «излучатель», то есть такой прибор, который тепло передает в виде инфракрасного теплового излучения. Однако современные радиаторы не являются чисто излучателями, а еще передают часть тепла в виде конвекции, но свое название они сохранили.
- Конвекторы – передача тепловой энергии в помещение происходит за счет нагрева воздуха, а он уже отдает ее всем окружающим объектам. Такие отопительные приборы имеют медные (реже стальные) трубки, окруженные ребристыми теплообменниками. Воздух, попадая в теплообменник, нагревается его пластинами и поднимается, уступая место более холодному. Для того, чтобы воздухообмен был эффективным, вся конструкция конвектора помещена в специальный кожух.
В современных системах широко применяют еще такой способ отопления как «теплый пол» или «теплые стены», которые по своей сути представляют собой большой радиатор, передающий «львиную долю» тепла в виде излучения, а это повышает комфорт и позволяет снизить температуру воздуха в помещении примерно на 2 градуса, что ведет к экономии топлива примерно на 12%.
Типы радиаторов отопления
В системе отопления двухэтажного дома могут быть использованы совершенно разные типы радиаторов, в зависимости от решаемых задач, площади помещения, проектных данных, предпочтений. Радиаторы можно разделить на несколько типов:
- Чугунные секционные радиаторы – те, которые мы привыкли видеть в квартирах и домах старой постройки. Они имеют большую массу и высокую тепловую инерционность, но зато нетребовательны к качеству теплоносителя, не подвержены коррозии, имеют высокую теплоотдачу. Такие радиаторы отлично вписываются в любой интерьер, особенно классический.
Чугунные секционные радиаторы — нестареющая классика
- Алюминиевые секционные радиаторы – прекрасный выбор для автономных систем отопления, но они более чувствительны к качеству теплоносителя, не терпят прямого контакта с медными трубами. Такие радиаторы прекрасно вписываются в любые интерьеры.
Алюминиевые радиаторы: современный дизайн
- Биметаллические секционные радиаторы представляют собой сочетание стальных или медных трубок, по которым циркулирует теплоноситель и алюминиевую поверхность, отдающая тепло в помещение. Такие радиаторы нетребовательны к теплоносителю, выдерживают высокое рабочее давление, внешне практически неотличимы от алюминиевых.
- Стальные панельные радиаторы – это цельная конструкция из проштампованной и сваренной листовой стали. Такие радиаторы имеют только два резьбовых подключения к системе отопления, что повышает их надежность.
Высокая теплоотдача, малый вес, низкая инерционность, эстетичный внешний вид, — все это сделало их самыми популярными в автономных закрытых системах отопления домов.
Панельные радиаторы: отличный выбор для современных систем отопления
Помимо перечисленных моделей производители еще выпускают различные дизайнерские модели, к которым можно отнести цельнолитые чугунные, стальные трубчатые и даже керамические. Высокая цена на эти приборы объясняется тем, что дизайнерские амбиции в них преобладают над инженерной рациональностью.
Схемы отопления двухэтажного дома
Количество реализаций системы отопления двухэтажного дома бесконечно, так как зависит от многих факторов: размеров дома, наличия бесперебойного электроснабжения, постоянства проживания в доме людей и т. д. Поэтому будет разумно рассмотреть несколько типовых схем, которые доказали свою эффективность.
Схема отопления дома с естественной циркуляцией
Название такой системы само говорит за себя – циркуляция теплоносителя в системе отопления происходит за счет естественных природных процессов. Работу такой системы можно рассмотреть на рисунке.
Система с естественной циркуляцией
Вода, подогретая в теплообменнике котла, уменьшается в плотности и вытесняется более холодной и плотной водой их обратной линии. Именно эта разница весов горячей и охлажденной воды обеспечивает циркуляцию в системе отопления. В самой верхней точке стояка горячей воды оборудуется расширительный бак, который дает воде расширяться при нагревании, позволяет контролировать уровень воды в системе и при необходимости производить подпитку. Кроме этого, весь воздух, который неизбежно будет присутствовать в системе, будет выходить в расширительный бак.
Разводящие трубопроводы и обратные линии, называемые еще лежаками, для облегчения циркуляции воды всегда делают под уклонами: верхний лежак к радиаторам, а нижний – к котлу. В такой системе котел должен находиться в самой нижней точке. Подачу теплоносителя на радиаторы делают через стояки горячей воды, а слив охлажденной через обратные стояки.
Один из вариантов реализации двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией представлен на следующей схеме.
Один из вариантов реализации гравитационной системы отопления в двухэтажном доме
Схема отопления двухэтажного дома. Схема разводки отопления
Перед строительством двухэтажного дома, на этапе проектирования решается множество различных вопросов. Одной из важнейших является задача обеспечения комфортных условий проживания. Прежде всего, это относится к отоплению. Поддержание оптимальной температуры в помещениях должно осуществляться без каких-либо затруднений. Неразрывность системы зависит не только от материалов, выбранных для ее обустройства. Особое значение имеет то, как устроена схема отопления двухэтажного дома. Далее рассмотрим основные нюансы обустройства системы отопления.
Общая информация
Схема разводки отопления двухэтажного дома должна быть тщательно продумана. На сегодняшний день лучшим вариантом обогрева жилых помещений является водяная система. Безусловно, любая схема отопления двухэтажного дома требует использования качественных материалов. Благодаря им система может служить нескольким поколениям без замены оборудования или ремонта. Схема отопления двухэтажного дома включает в себя различные элементы. К ним относятся радиаторы, бойлер, арматура, датчики контроля и тому подобное. Система отопления представляет собой целый комплекс, в котором работа каждого компонента влияет на качество всей системы. Правильно подобранные материалы, а также грамотно составленная схема отопления двухэтажного дома позволят не только сохранить оптимальный микроклимат в помещении, но и значительно снизить затраты на дополнительное отопление.
Классификация систем
Человек изобрел достаточно большое количество различных способов добычи энергии для обогрева своего дома. Так, дровяные печи и камины постепенно вытеснялись солнечными батареями, газовыми котлами, насосами, ветрогенераторами и другими агрегатами. Конечно, одного тепла недостаточно. Его нужно использовать максимально эффективно.
Воздушное отопление
Такую схему отопления двухэтажного дома необходимо предусмотреть еще на этапе создания проекта. Это связано со сложностью установки элементов в уже готовое здание. Такой обогрев представляет собой систему воздуховодов, в которые нагнетаются горячие потоки, идущие от генератора. Теплые массы поднимаются наверх, а холодные направляются в теплогенератор. Циркуляция потоков может быть основана на протекании естественных процессов (гравитационных) или вынужденной. Во втором случае в систему устанавливается специальный вентилятор.
Отопление электричеством
Из всех существующих вариантов обогрева данным способом наиболее распространены системы теплый пол, электрические конвекторы, инфракрасные потолочные устройства. Электрообогрев, как правило, применяют тогда, когда другие методы использовать затруднительно. Зачастую схема отопления двухэтажного дома содержит одновременно разные источники. Конвекторы и источники инфракрасного излучения расположены в удобном месте и обеспечены электропитанием. Монтаж теплого пола в качестве дополнительного источника не представляет сложности. Монтаж предполагает размещение элементов под крышкой или в стяжке. К основным недостаткам отопления от электричества можно отнести зависимость от наличия электричества и его дороговизну.
Традиционный тип
Наиболее распространенная схема отопления частного двухэтажного дома представляет собой систему радиаторов, соединенных между собой. Через них циркулирует вода. В качестве источника нагрева теплоносителя используются котлы. Эти агрегаты работают на твердом или жидком топливе. Во многих случаях схема газового отопления двухэтажного дома. В этом случае устанавливается соответствующий котел. Этот вариант считается одним из самых экономичных, так как стоимость газа по сравнению с электричеством значительно ниже. Кроме котлов могут использоваться альтернативные виды производства энергии. К ним относятся, например, солнечные батареи, ветрогенераторы, тепловые насосы и так далее. Однако из-за низких эксплуатационных расходов большинство потребителей устанавливают газовый котел. Если нет централизованной подачи топлива, можно подключить баллоны. В схеме отопления дома обязательно должно быть указано расположение оборудования. Котел целесообразно установить, например, в подвале. Для него можно выделить любое небольшое вспомогательное помещение.
Виды водяного отопления
Наиболее подходящими являются контуры отопления с естественной и принудительной циркуляцией. Первый не предусматривает подключения к электричеству. Это достаточно удобно, так как не возникает непредвиденных ситуаций. Монтаж системы с естественной циркуляцией воздуха осуществляется с использованием труб большого диаметра. Проводка установлена под уклоном. Более подходящей, однако, специалисты считают систему с принудительной циркуляцией. При этом движение воды осуществляется под давлением, которое обеспечивает насос. Котел отапливается различными видами топлива. Это, в частности, может быть уголь, дрова, газ. Кроме того, агрегат можно подключить к электричеству.
Трубы для отопления
При монтаже стальных элементов необходимо учитывать, что они обладают низкой коррозионной стойкостью. Этот недостаток отсутствует у оцинкованных труб и изготовленных из нержавеющей стали. При установке рекомендуется использовать резьбовые соединения. Сегодня металлические трубы в обустройстве электропроводки встречаются крайне редко. Наряду с другими используются медные трубы. Они считаются одними из самых надежных. Материал способен выдерживать перепады температур и высокое давление. Соединение медных труб осуществляется пайкой серебросодержащим припоем. При желании элементы можно замуровать. Единственным недостатком медных труб является стоимость. Но если позволяет бюджет, то предпочтение рекомендуется отдать именно им, поскольку они обладают высокими эксплуатационными характеристиками. Элементы прослужат нескольким поколениям владельцев без ремонта и замены.
Сегодня довольно популярны полимерные трубы. Их легко собрать. Монтаж вполне может выполнить человек, не имеющий большого опыта. Это позволяет сэкономить деньги. Внутренние поверхности труб не собирают осадок. Это означает, что они не будут забиты. Полимерные материалы устойчивы к коррозии. Монтаж осуществляется с помощью прессовых или резьбовых соединений. Среди недостатков главный фактор – достаточно высокий коэффициент теплового расширения. Это может вызвать утечку.
Схема отопления двухэтажного дома «Ленинград»
При обустройстве данной системы достаточно сложно регулировать температуру в строении. Схема однотрубного отопления двухэтажного дома предполагает не очень удобный порядок подключения приборов. В этом случае нельзя закрывать какой-либо радиатор отдельно, при этом другое оборудование будет работать. При переходе от одной батареи к другой вода все больше остывает.
Более подходящая система
Следующая схема отопления двухэтажного дома двухтрубная. Он больше подходит для установки в частных загородных постройках. Схема двухконтурного отопления двухэтажного дома предусматривает подключение к каждому прибору двух элементов. В один подается горячая вода, а в другой — остывшая. Специалисты советуют на радиаторы установить регулировочный бачок. Для обеспечения нормальной циркуляции теплоносителя достаточно расстояния между верхней точкой магистрали и центром котла. В этом случае расширительный бак можно установить на верхнем этаже, а не на чердаке. В этом случае подающая труба проходит под подоконниками или под потолком. Такая система с естественной циркуляцией требует достаточно длительного прогрева. В связи с этим рекомендуется установка дополнительного байпаса с насосом. Это значительно сократит время запуска такой системы, а тепло по помещениям будет распределяться более равномерно.
Элементы системы
Помимо установки радиаторов можно установить теплый пол, а также одновременно подключить полотенцесушители. Специалисты рекомендуют монтировать верх корпуса у самого котла. В установке используется коллекторно-балочная система. Удобнее регулировать температуру в разных комнатах. Во всех отопительных приборах вводятся две трубы – прямая и обратная.
Универсальная система
Оптимальной считается коллекторная схема отопления двухэтажного дома. Его использование позволяет выполнять монтаж со скрытыми элементами. Монтаж в этом случае вполне возможно осуществить человеку, не имеющему опыта. Размещение коллекторов осуществляется на каждом этаже. Необходимо, чтобы они размещались в специально отведенных шкафах, где, кроме того, находятся все вентили. Отопление может быть как на обоих, так и только на одном этаже. В этом случае специалисты рекомендуют устанавливать котел только внизу. На втором этаже можно установить расширительный бак. Изгибы целесообразнее проводить под потолком или подоконником – в местах, наиболее уязвимых для холода. Для каждого радиатора необходимо установить на него отдельный регулирующий вентиль.
Наконец
При проектировании двухэтажного жилого дома необходимо правильно оценить обстановку и ее возможности. От правильности решения будет зависеть последующий комфорт в помещениях в осенний и зимний периоды, срок службы систем в целом и отдельных ее элементов, периодичность ремонтных работ. При неправильном выборе, при желании сэкономить, оборудование и комплектующие часто будут выходить из строя. В связи с этим возникнет регулярная необходимость вызывать мастеров или заменять элементы, а в некоторых случаях и полностью менять всю систему. Так что ни о какой экономии речь не идет. Перед началом любой деятельности желательно поговорить со специалистами.
Схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя
Воздушное отопление в жилых домах – обязательное условие комфортности. Важно знать, как устроена схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя уже на этапе проектирования. Это поможет сэкономить деньги и контролировать строительную бригаду. Небольшие навыки строителя позволят реализовать систему отопления самостоятельно.
Содержание
- Принципы построения
- Structural elements
- Choice of coolant
- General working principle
- Gravity system
- Operation of circuits with forced circulation
- Two-pipe schemes
- One-pipe schemes
- Equipment stages and operation
Construction principles
Двухтрубная система отопленияСхемы отопления в двухэтажных домах основаны на общих конструктивных элементах.
В состав должны входить:
- котел-теплогенератор: электрический, газовый, на твердом или жидком топливе;
- теплообменники-радиаторы;
- система трубопроводов от котла к батареям;
- Схема автоматики и защиты;
- Расширительный бачок;
- охлаждающая жидкость;
- регулировочное оборудование.
В современных газовых и электрических обогревателях автоматика и расширительный бачок встроены в конструкцию. Для твердотельных нагревателей делается защитная обвязка.
Конструктивные элементы
Элементы системы отопленияВ продаже есть котлы, которые могут работать на двух видах топлива — электрические ТЭНы встраиваются в контуры газового или дровяного обогревателя в этом случае.
Автоматические нагреватели позволяют возобновить нагрев после отключения без вмешательства пользователя или в ручном режиме. Схемы защиты оперативно отключают подачу энергии в аварийных режимах работы (перегрев теплоносителя, избыточное давление в системе). Такие устройства необходимы в газовых котлах. При отключении клапан закрывается и при возобновлении подачи газ не будет поступать в помещения.
Трубопроводы изготавливаются из стальных, медных, металлопластиковых или полипропиленовых изделий. Последний вариант предпочтительнее с точки зрения денежных затрат, он экономит время монтажа. Для сварки используются недорогие паяльники стоимостью от 800 руб. Фитинги, переходники с пластиковой на металлическую резьбу доступны по цене.
Расширительный бак – обязательный элемент системы отопления. При нагревании вода расширяется, а излишек уходит в резервный бак.
Если внутренняя часть устройства сообщается с воздухом, цепь называется разомкнутой. Если резиновая диафрагма расширительного бака не подключена к воздуху, контуры будут замкнуты.
Высоких требований к прочности теплообменников в частном доме нет. Максимальное давление в трубах не превышает 2 – 3 атм. Такое давление выдерживают даже чисто алюминиевые радиаторы, которые могут разрушиться в системах централизованного отопления, где давление достигает 14-15 бар.
Выбор теплоносителя
Антифриз в системе отопления защищает внутреннюю поверхность радиаторовВ качестве теплоносителя выбирается вода или специальный антифриз. Первый вариант менее затратный. Заполнение труб и радиаторов происходит через кран от водопровода. Вода как теплоноситель оправдана в населенных пунктах с постоянным снабжением энергоносителем (газ, электроэнергия). Если перерывы частые и длительные, от воды отказываются. В случае отключения на длительное время в морозы он замерзнет. Лед разрушит трубопроводы, радиаторы.
Не заливать воду в систему отопления малопосещаемых дач. Помимо прекращения подачи энергоносителей, котел может перестать нагревать воду и по другим причинам. Если вовремя не возобновить нагрев, аварии неизбежны.
Летом нельзя допускать слива системы — это приведет к коррозии или окислению внутренней поверхности теплообменников.
Антифриз дорогой, но на морозе не замерзает, минимальная температура указана на упаковке. Даже если антифриз больше охладить, он превращается в подобие рыхлого снега, что не приведет к разрушению радиаторов и котла. Концентраты разбавляют водой в пропорциях согласно инструкции производителя.
При заполнении системы незамерзающими жидкостями используются специальные нагнетательные насосы. Это минус — желательно иметь устройство для личного пользования. Вызов мастера на заправку 200 — 300 гр. испарившаяся или просочившаяся жидкость требует материальных затрат.
В рецептуру антифриза входят антикоррозийные присадки, которые сохранят внутреннюю поверхность труб, радиаторов, теплообменника котла.
Общий принцип работы
Схема работы любой системы отопления заключается в преобразовании энергии сгоревшего газа, твердого (жидкого) топлива или электроэнергии в тепло. Нагретая вода (антифриз) поступает по трубам в радиаторы, где отдает тепло в помещение.
Самотечная система
Уклон труб с естественной циркуляцией в системе отопленияФункционирование основано на законах физики. Если контуры предусматривают естественное движение воды, то такая схема называется гравитационной.
Сделать контур теплого пола в гравитационных системах без применения дополнительных насосов крайне сложно. Провал труб в полу на несколько миллиметров приводит к завоздушиванию и прекращению движения теплоносителя.
Плотность нагретого теплоносителя ниже плотности холодного. Из-за разницы плотностей вода/тосол из котла поднимается вверх по подающему стояку (диаметр 60 – 80 мм). Вверху всей системы устанавливается открытый или закрытый расширительный бак.
По периметру помещений второго этажа проложен верхний контур электропроводки. Труба диаметром 40-50 мм монтируется с уклоном 2-3 см на каждый метр длины. В местах установки радиаторов в разводку ввариваются трубы диаметром 16 – 25 мм. По ним жидкость поступает в радиаторы. Затем теплоноситель поступает в батареи на первом этаже.
На уровне котла или чуть ниже по периметру здания прокладывается нижний контур (обратка), в котором собирается охлажденная вода.
Оборудовать самотечную схему без дополнительных ТНВД можно при высоте от котла до верхней разводки не более 6-7 м. Это высота двухэтажного дома.
Схема используется в местах, где электричество, необходимое для работы насосов, часто отключается. Газовые котлы в этом случае оснащаются энергонезависимыми предохранительными устройствами.
Такая же схема нужна для систем с твердотопливными котлами. В случае отключения электроэнергии циркуляция останавливается и дрова/уголь продолжают нагревать воду. Остановить работу твердотопливного котла можно, только быстро удалив горящее топливо, что крайне проблематично. Возникает повышенное давление, которое может разрушить трубы и радиаторы.
Работа контуров с принудительной циркуляцией
Можно ускорить движение теплоносителя с помощью циркуляционных насосовДля принудительного движения теплоносителя используются циркуляционные насосы.
Насос врубается на стыке «обратки» и котла — здесь теплоноситель уже остыл и насос работает в щадящем режиме. На выходе из подогревателя температура теплоносителя достигает 80 – 100 градусов, что резко снижает ресурс оборудования. В котлах со встроенным насосом все подключается по правильной схеме.
Схема движения воды работает по следующему алгоритму:
- После подачи питания включается насос и приводит в движение теплоноситель.
- Котел нагревает воду/тосол, а давление, создаваемое насосом, выдавливает теплоноситель в контуры.
- Горячая вода по трубам подается к радиаторам, где охлаждается, нагревает воздух и поступает в трубы «обратки».
- Процесс переходит в циклическое состояние.
Разработаны и применяются на практике различные схемы подключения, оптимальные для разных условий эксплуатации.
По принципу подвода и сбора теплоносителя различают два типа конструкций: одно- и двухтрубные. В первом случае система аналогична гравитационной. По подающему патрубку горячий теплоноситель подается к радиаторам. Вторая труба собирает охлажденную воду и возвращает ее в котел. Именно этот вариант используется при замене старых котлов без помпы на новые автоматические модели. При этом схема обвязки не изменяется. Теплоноситель по стояку перекачивается на второй этаж и далее стекает вниз.
Двухтрубные схемы
Отличие однотрубного от двухтрубного подключенияПри обустройстве больших зданий применяется именно двухтрубная схема. Радиаторы подключены параллельно. По расположению подводящих труб различают схемы с верхней и нижней разводкой.
Схемы подключения радиатора для верхней и нижней проводки указаны в технической документации. Неправильное подключение приведет к скоплению воздуха или низкой эффективности устройства.
Преимущества двухтрубного:
- не требует сложных расчетов и подбора диаметров труб;
- независимая регулировка теплоотдачи каждого радиатора, что позволяет задавать температуру в каждой комнате и экономить электроэнергию;
- простота настройки и ввода в эксплуатацию;
- мощность насосов низкая;
- отсутствуют значительные потери давления в начале и конце контуров;
- температура теплоносителя примерно одинакова во всех радиаторах контура;
- перекрыв краны подачи и слива, аккумулятор можно снять для замены или ремонта, не отключая все отопление;
- Минимальное гидравлическое сопротивление трубопроводов.
Недостатком является повышенный расход труб (на подачу и обратку). Учитывая стоимость полипропиленовых труб, простоту монтажа и ремонта, этим недостатком можно пренебречь.
Популярные схемы подключения двухтрубных систем отопления: тупиковой и Тихельмана.
Схема с встречным движением теплоносителя тупиковаяТупиковая схема имеет другое название — с встречным движением теплоносителя. Схема разбита на разделы. Нагретый теплоноситель поступает по трубе от котла к самой дальней батарее, которая по обратному трубопроводу возвращается в котел. Популярность даёт простота понимания, но требуется грамотный расчёт и настройка системы. Чем дальше от котла, тем тоньше должны быть трубы. После запуска каждый радиатор регулируется запорной арматурой. К этому может привести неправильная регулировка. Что вся охлаждающая жидкость пройдет через один радиатор, остальные останутся холодными.
Петля Тихельмана работает при попутном движении теплоносителяПетля Тихельмана работает при попутном движении теплоносителя. Разводка осуществляется трубами одинакового диаметра. Давление и температура охлаждающей жидкости в каждом из радиаторов одинаковы, что упрощает балансировку. Регуляторы могут точно установить температуру в каждой отдельной комнате.
Требования к схеме:
- Длина контура до 35 м.
- На протяженных участках применяют трубы большого диаметра (40 — 60 мм) и термостаты не устанавливают, так как они приходят в негодность.
- Периметр протяженностью более 30 м разбит на несколько зон и смонтирована балочная проводка. Его еще называют коллекторным. Стоимость большего количества труб компенсируется их меньшим диаметром. Трубы диаметром 16 мм достаточно, чтобы «накормить» один радиатор.
Каждый радиатор в этой версии легко настроить на желаемую теплоотдачу.
Однотрубные схемы
При однотрубной системе последние радиаторы не получают достаточно теплаОднотрубные схемы отопления оптимальны для одно- и двухэтажных домов с количеством радиаторов до 5 в одном контуре. Большее количество потребует тонкой настройки. Ответвления могут снизить давление в трубах и некоторые радиаторы не будут получать достаточно тепла для нагрева теплоносителя.
Схемы допускают подключение сверху или снизу. Во втором случае трубопровод можно спрятать под полом. Учитывается, что это несколько снизит теплоотдачу радиаторов, так как часть энергии уходит на прогрев стяжки.
Однотрубные варианты изготавливаются с открытым или закрытым расширительным баком.
К недостаткам схемы можно отнести трудности замены радиаторов. Для сохранения работоспособности на место снятого аккумулятора необходимо сразу установить перемычку, иначе будет нарушена настройка системы. По этой же причине между входом и выходом теплообменника монтируются байпасы из труб меньшего диаметра.
Одна из самых популярных схем — «Ленинградская». Для соединения используйте диагональную (крест) или боковую (одностороннюю) схему.
При выборе радиаторов уточняют, как сделаны выводы для подключения — снизу или сбоку. При необходимости приобретаются угловые переходники. Важно следовать рекомендациям производителя.
Этапы оборудования и эксплуатация
Для двухэтажного частного дома оптимальной схемой отопления является коллекторЕсли принято решение сделать двухэтажную схему отопления дома своими руками, строго соблюдают последовательность работы.