Отопление частного двухэтажного дома своими руками схемы

Тема этой статьи — схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома и ее практическая реализация. Нам с читателем предстоит разобраться, как выполнить разводку отопления и подключение отопительных приборов, как добиться равномерного нагрева всех батарей, какие трубы и радиаторы закупить для монтажа отопительной системы. Приступим.

Почему двухтрубное

Почему схема отопления должна быть именно двухтрубной?

Потому, что по сравнению с более простой однотрубной ленинградкой оно позволяет добиться более равномерного нагрева батарей. При большой длине однотрубного контура перепад температур между подачей и обраткой неизбежно сделается заметным и вынудит увеличивать размеры радиаторов, что невыгодно и не всегда применимо с точки зрения дизайна помещений.

Заметьте, что однотрубная система дешевле в монтаже (просто-напросто из-за меньшей суммарной длины розлива) и более отказоустойчива. До тех пор, пока на концах розлива есть перепад давлений, остановка циркуляции в ней невозможна в принципе.


Устройство

Все схемы двухтрубной системы отопления двухэтажного дома имеют одну общую черту: у них есть отдельные розливы подачи и обратки. Розливы соединяются между собой перемычками с установленными в их разрыв отопительными приборами.

Верхний и нижний розливы

В зависимости от расположения розлива подачи выделяют схемы с нижним и верхнем розливами.

  • В первом случае и подающая, и обратная нитки контура расположены в подвале и соединяются парными стояками. Те, в свою очередь, соединяются между собой перемычками, расположенными в комнатах верхнего этажа или на чердаке;

Выносить перемычки на холодный чердак — не очень хорошая идея. При остановке контура в холода вода зависает в стояках, и трубы на чердаке оказываются прихваченными льдом уже через час после отключения отопления.

  • Во втором случае подача разведена по чердаку, а обратка — по подвалу. Такая схема сильно упрощает сброс и запуск системы: при сбросе достаточно открыть сбросник на расширительном баке, расположенном в верхней точке розлива подачи, и вся зависшая в трубах вода сольется вниз; при запуске воздух стравливается не на каждой перемычке между стояками, а только на пресловутом сброснике в расширительном бачке.

На мой взгляд, именно верхний розлив наиболее удобен в плане эксплуатации. В домах с верхним расположением подачи на моей памяти ни разу не было серьезных аварий, связанных с разморозкой отопления, в то время как в домах с нижним розливом радиаторы и подводки в подъездах приходилось отогревать каждую зиму.

Гравитационная и принудительная

Двухтрубная система отопления в двухэтажном частном доме может быть реализована с принудительным побуждением циркуляции теплоносителя (для этого используется циркуляционный насос) или с естественной циркуляцией, за счет разницы в плотности горячего и холодного теплоносителя.

Схемы с принудительной циркуляцией выгодны тем, что:

  • Обеспечивают большую скорость движения теплоносителя и, соответственно, более равномерный и быстрый нагрев радиаторов;
  • Позволяют обойтись меньшим диаметром розливов.

Главный их недостаток — энергозависимость: насосу требуется круглосуточное питание. Если проблему кратковременных отключений света можно решить, установив источник бесперебойного питания, то отключение электричества длиной в несколько суток оставит ваш дом без тепла.

Системы с естественной циркуляцией полностью энергонезависимы.

Как устроена такая отопительная система?

  • Котел (как правило, твердотопливный) опускается максимально низко — в подвал или приямок. Радиаторы монтируются выше теплообменника котла. Перепад высоты между ними, собственно, и будет обеспечивать циркуляцию;

  • Сразу после котла монтируется разгонный патрубок — вертикальный участок розлива, поднимающийся под потолок второго этажа или на чердак. Через него нагретая в котле вода поднимается в верхнюю точку контура, откуда движется по розливам самотеком, за счет собственной тяжести. Отсюда, кстати, и название такой системы — «гравитационная».
  • Сразу после разгонного патрубка монтируется открытый расширительный бак, выполняющий заодно функцию предохранительного клапана и заливной воронки для заполнения контура водой. Если теплоноситель закипит, пар покинет розлив через крышку бака. Через нее же всегда можно долить воду взамен сброшенной или испарившейся;
  • Оба розлива — подача и обратка — монтируются с небольшим постоянным уклоном по ходу движения теплоносителя;
  • Внутренний диаметр розливов делается максимально большим (не менее ДУ32, чаще ДУ40 — ДУ50). Большой диаметр компенсирует минимальный гидравлический напор, создаваемый перепадом температур.

Гидравлическое сопротивление падает с увеличением внутреннего сечения трубы. Чем толще розливы и подводки, тем быстрее циркулирует в них вода.

Как это работает?

  1. Нагретая котлом горячая вода благодаря уменьшившейся плотности вытесняется в верхнюю точку контура более холодными и плотными массами теплоносителя;
  2. Оттуда она продолжает двигаться по проложенному с уклоном розливу, постепенно отдавая тепло воздуху в комнатах через отопительные приборы;
  3. Отдавший тепло теплоноситель возвращается к котлу и вовлекается в повторный цикл циркуляции.

Очевидные недостатки гравитационной системы отопления — большая инерционность, значительные перепад температур между первыми и последними по ходу движения воды батареями и большие расходы на монтаж розливов.

Тем, где перебои с энергоснабжением носят периодический характер, практикуется монтаж комбинированных систем отопления. Собственно, они представляют собой классическую гравитационную схему с врезанным параллельно розливом циркуляционным насосом. Между врезками насоса монтируется шариковый обратный клапан.

Эта схема работает так:

  • При включенном насосе вода идет через его врезки. Благодаря избыточному давлению на выходе из насоса обратный клапан закрыт;
  • При выключении насоса клапан открывается, и вода продолжает медленно циркулировать с естественным побуждением.

Подчеркну: в таких схемах используются только шариковые клапана. Пружинный обратный клапан требует для открытия значительного перепада давлений. Даже если он откроется (что маловероятно), на нем будет теряться существенная часть гидравлического напора.

Конвекционное и внутрипольное

Классическая схема отопления настенными или напольными радиаторами называется конвекционной: тепло распределяется восходящими от отопительных приборов потоками нагретого воздуха. К несчастью, перемешивание воздуха этими потоками недостаточно эффективно: температура под потолком всегда на несколько градусов выше, чем на уровне пола.


Поскольку жители дома, как правило, не имеют обыкновения проводить свой досуг на потолке, более сильный нагрев верхней части объема помещения имеет лишь одно следствие — увеличение теплопотерь через перекрытие и кровлю.

Теплый пол не имеет такого недостатка. Проложенные в стяжке или под чистовым напольным покрытием трубы максимально прогревают комнату именно на уровне пола, что позволяет добиться комфортного распределения температур при минимальных затратах.

Можно ли совместить пол с двухтрубной системой? Если все отопление дома делается низкотемпературным внутрипольным, то двухтрубным окажется только участок между котлом и коллекторами. Дальнейшая разводка будет коллекторной (лучевой).

Видите ли, теплый пол имеет ограничение по максимальной длине контура (100-120 метров), поэтому отопление дома обычно представляет собой несколько параллельно подключенных контуров.

Если теплый пол подключается параллельно высокотемпературному отоплению радиаторами, ему нужен узел согласования температур с термодатчиком, трехпроходным или двухпроходным клапаном и собственным циркуляционным насосом.

Насос приводит в движение теплоноситель внутри низкотемпературной части контура; клапан открывается и впускает в трубы теплого пола новую порцию горячей воды лишь при его остывании до определенной температуры.

Балансировка

Что такое балансировка и зачем она нужна?

Чтобы объяснить это, мне нужно разъяснить еще пару понятий.


  • Тупиковой системой отопления частного дома называется контур, в котором при переходе теплоносителя из подающей в обратную нитку направление его движения меняется на противоположное. Тупиковые схемы применяются в том случае, если разводке по замкнутому кольцу мешает панорамное окно, высокий проем или другое препятствие;
  • Попутная система (она же — петля Тихельмана) означает, что вода движется в одном направлении и по подаче, и по обратке.

Петля Тихельмана фактически представляет собой несколько параллельных контуров одинаковой протяженности и одинакового гидравлического сопротивления. Температура батарей в такой системе отопления всегда будет примерно одинаковой.

С тупиковой системой все гораздо сложнее. Перемычки между розливами подачи и обратки с радиаторами на них — это несколько контуров разной длины и, соответственно, с разным гидравлическим сопротивлением.

Как нетрудно догадаться, разница в гидравлическом сопротивлении повлияет на скорость циркуляции теплоносителя через ближние и дальние от котла батареи. Основной объем воды двинется по короткому пути; дальние приборы будут заметно холоднее, а в сильные морозы они и вовсе могут быть разморожены. Прецеденты на моей памяти были, и не раз.

Чтобы решить эту проблему, проходимость подводок ближних к котлу радиаторов искусственно ограничивается дросселированием. Для этой цели используются дроссели, позволяющие выполнить регулировку своими руками, или термоголовки, регулирующие проходимость в автоматическом режиме и поддерживающие заданную температуру.


Температура батарей после регулировки дросселей меняется в течением получаса — часа. Ручная балансировка достаточно большого контура может занимать до двух дней.

Материалы

Радиаторы

В общем случае для автономной системы отопления лучшим выбором станут алюминиевые секционные батареи. При максимальной (до 200-210 ватт на секцию) теплоотдаче в них привлекает очень демократичная цена секции (от 250 рублей).

Как рассчитать необходимое количество секций?

Вот формула для расчета потребности дома в тепле: Q=V*Dt*k/860.

В ней:

  • Q-мощность в КВт;
  • V-объем всех отапливаемых помещений в кубометрах;
  • Dt — разность температур внутри и снаружи дома;
  • k — коэффициент, определяемый качеством утепления дома.

Две переменных нуждаются в комментариях.

Dt вычисляется как разница между температурой, соответствующей санитарным нормам (20 градусов для регионов с температурой самой холодной пятидневки зимы до -31С и 22 для более холодных областей) и температурой самой холодной пятидневки.

Значение k можно взять из следующей таблицы:


Описание постройки Значение k
Наружное утепление минватой или пенопластом, двухкамерные или однокамерные энергосберегающие стеклопакеты 0,6-0,9
Кирпичные стены толщиной 50 см, однокамерные окна 1-1,9
Кирпичные стены толщиной 25 см, одиночное остекление 2-2,9
Неутепленное здание (например, склад со стенами из профлиста) с одиночным остеклением 3-4

Скажем, для двухэтажного дома размером 6х12 метров и высотой 7 метров, расположенного в Севастополе (температура самой холодной пятидневки -11), без внешнего утепления и с однокамерными стеклопакетами, потребность в тепле составит: 6*12*7*(+20 — -11)*1,5/860=18 КВт.

При тепловой мощности в 18 КВт и заявленной производителем мощности секции в 200 ватт их общее количество составит 18000/200=90 (к примеру, 9 радиаторов по 10 секций).

Учтите, что данные производителя верны лишь для дельты температур между теплоносителем и помещением в 70С (скажем, 90/20). Теплоотдача снижается пропорционально перепаду температур и при 60/25 будет составлять всего 100 ватт на секцию.

Трубы

Для разводки отопления в частном доме можно смело использовать все виды высокотемпературных (с заявленной рабочей температурой 90С) пластиковых и металлопластиковых труб. У меня дома смонтирован армированный алюминием полипропилен; с таким же успехом можно было выбрать металлопластик на пресс-фитингах.

Дело в том, что параметры отопления в автономном контуре при минимальной вменяемости его владельца подконтрольны и абсолютно стабильны:

  • Температура теплоносителя обычно держится в диапазоне 50-75 градусов;
  • Давление в закрытой системе не превышает 2,5 кгс/см2.

Стабильность давления в закрытом контуре при колебаниях температуры обеспечивается правильно подобранным объемом расширительного бака. Обычно он берется равным примерно 10% объема теплоносителя в контуре. Его количество проще всего измерить, заполнив систему отопления водой и слив ее в любую мерную тару.

А раз все параметры предсказуемы и стабильны — стоит ли переплачивать за надежность металлических труб, которая просто не будет востребована?

На отоплении не стоит использовать лишь металлопластик на компрессионных фитингах с накидными гайками. Инструкция связана с тем, что он очень чувствителен к малейшим ошибкам при сборке (в частности, к смещению уплотнительных резиновых колец на фитинге) и часто начинает течь на соединениях после нескольких циклов нагрева и охлаждения.

Каким должен быть диаметр подводок к батареям и розливов?

Диаметр розлива зависит от способа побуждения циркуляции. Для гравитационной системы параметры я уже приводил; для контура с принудительной циркуляцией диаметр розлива определяется тепловой нагрузкой на него. Вот данные для средней скорости движения теплоносителя в 0,7 м/с (при такой скорости еще нет гидравлических шумов):


Внутренний диаметр розлива, мм Тепловая нагрузка при скорости теплоносителя 0,5 м/с, КВт
12 4,4
15 10
20 17,9
25 27,9
32 45,8
40 71,5
50 111,7

Не забудьте, что условным проходом, примерно равным внутреннему диаметру, маркируются только металлические трубы. Для пластиковых указывается наружный диаметр и толщина стенок. Вычислить внутреннее сечение трубы можно, вычтя из наружного диаметра удвоенную толщину стенки.

Обвязка котла

У закрытой системы с принудительной циркуляцией она включает:

  • Расширительный бак;
  • Циркуляционный насос;
  • Группу безопасности — манометр, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик.

Кроме того, все радиаторы, расположенные выше розлива, комплектуются кранами Маевского или автоматическими воздушниками. На скобах выше розлива ставятся такие же воздушники, а на скобах, расположенных ниже розлива — сбросники для полного осушения труб.

Некоторые типы котлов могут похвастаться установленными внутрь корпуса группой безопасности, насосом и расширительным баком. Прежде, чем отправляться за покупками, не поленитесь изучить описание прибора.

Подключение радиаторов

Для секционных радиаторов возможны три способа подключения:

  1. Одностороннее боковое;
  2. Двухстороннее нижнее;
  3. Диагональное.

Какое из них выбрать?

Ответ зависит от двух факторов:

  • Количества секций батареи;
  • Ее расположения относительно розлива и/или стояка.

При небольшой длине отопительного прибора (до 7-10 секций) и стоячной разводке оптимальным будет боковое подключение. Разница в диаметре между коллекторами радиатора и вертикальными каналами внутри секции обеспечит его равномерный прогрев по всей длине.

Если количество секций больше 10 и отопительный прибор подключается к стояку или расположенному выше него розливу, наш выбор — диагональное подключение. Оно прогреет все секции, независимо от их количества.

При большой длине батареи и ее расположении над розливами более практичным будет двухстороннее нижнее подключение.

Вот его преимущества:

  • Радиатор начнет греть сразу после запуска контура, даже без стравливания воздуха. Воздушная пробка будет вытеснена избыточным давлением в верхний коллектор и не станет мешать циркуляции через нижний. При этом секции будут прогреты по всей высоте за счет собственной теплопроводности;
  • В открытом отопительном контуре периодическое обновление теплоносителя будет способствовать постепенному заиливанию батарей и падению их теплоотдачи. Однако непрерывная циркуляция воды через нижний коллектор не даст илу собираться в нем: батарея не будет нуждаться в промывке в принципе. Для промывки же розлива достаточно раз в два-три года перепустить контур на сброс.

Заключение

Итак, мы познакомились с разновидностями двухтрубных систем и с особенностями их монтажа в частном доме. Дополнительную информацию уважаемый читатель может изучить, просмотрев видео в этой статье. Жду ваших дополнений и комментариев. Успехов, камрады!

Источник: otoplenie-gid.ru

Естественная и принудительная циркуляция

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема системы отопления двухэтажного частного дома, созданная с применением естественной циркуляции, должна предусматривать ограниченную длину трубопроводов – длина горизонтальных участков не должна превышать 30 метров. В противном случае естественного гидравлического давления просто не хватит для циркуляции нагретого теплоносителя. Также на его протекание будут оказывать влияние лишние изгибы труб и дополнительная фурнитура.

Если ваш дом достаточно мал, вы можете обойтись отоплением с естественной циркуляцией. Что касается обогрева большой площади, то здесь лучше воспользоваться принудительной циркуляцией с помощью специального насоса. Преимущества подобных систем:

  • Более равномерный прогрев всего домовладения;
  • Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
  • Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
  • Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

Расширительные баки, открытые и закрытые системы

Создавая отопление в двухэтажном частном доме своими руками, необходимо продумать вопрос о расположении расширительного бачка. Если планируется создание открытой системы, то бачок устанавливается в самой верхней точке отопительной системы. Чаще всего он стоит на верхушках вертикальных участков – это обеспечивает эффективное удаление пузырьков воздуха. Иногда его ставят и на обратную трубу, но такая схема не обеспечивает удаление воздуха и вынуждает устанавливать дополнительные трубы.

В закрытых отопительных системах используются:

  • Герметичные расширительные бачки;
  • Воздухоотводчики;
  • Предохранительные клапаны;
  • Термоманометры.

Герметичные баки представляют собой полые металлические конструкции с гибкой внутренней перегородкой. Эта перегородка выгибается и принимает на себя часть расширившегося при нагреве теплоносителя. Отопительная система остается полностью герметичной. Воздух удаляется через специальный воздухоотводчик, а если обнаружится превышение давления, оно будет сброшено посредством предохранительного клапана.

Открытые отопительные системы не требуют монтажа воздухоотводов и предохранительных клапанов, но они требуют установки бачка в самой верхней части. Что касается закрытых систем, то здесь бак ставится вблизи отопительного котла, вместе с «группой безопасности». В результате затраты на создание отопления в двухэтажном частном доме возрастают, но у жильцов появляется возможность создать отопление с незамерзающим теплоносителем.

Подключение радиаторов, однотрубные и двухтрубные системы

Проектирование отопления частного двухэтажного дома заставляет подумать над вопросом выбора однотрубной или двухтрубной схемы. Однотрубные системы проще в монтаже, но они обладают одним важным недостатком – температура теплоносителя в последнем радиаторе будет очень низкой, поэтому самая дальняя от котла комната будет холодной, а это очень плохо.

В однотрубных системах радиаторы подключаются по нижней схеме, когда теплоноситель заходит с одного бока, а уходит с другого бока. Если дом не очень большой, а вы хотите сэкономить и проложить однотрубную систему, мы рекомендуем схему подключения «ленинградка» — она предполагает создание перемычки между входом и выходом. В результате часть горячего теплоносителя потечет по перемычке дальше, а часть направится в радиатор. Благодаря этому тепло будет распределяться более равномерно.

Проекты отопления частного двухэтажного дома чаще всего предусматривают создание двухтрубных систем с диагональным или боковым подключением радиаторов. Улучшенная схема и вовсе предусматривает раздельную подачу нагретого теплоносителя на первый и второй этаж, без обхода двух этажей сразу. Также она включает в себя установку фурнитуры для возможного отключения радиаторов отопительной системы – за счет этого реализуется возможность индивидуальной регулировки температуры в отдельных комнатах.

Двойные схемы отопления двухэтажного дома

Рассматривая схемы отопления двухэтажного частного дома для монтажа своими руками, можно отметить, что некоторые специалисты используют двойные схемы – здесь монтируются однотрубные и двухтрубные участки. Например, если по пути следования теплоносителя стоит маленькая комнатка с небольшим радиатором, то через нее можно пройти одной трубой.

Мы уже говорили, что лучше всего подавать воду на этажи раздельными трассами – при необходимости, одну из них можно быстро перекрыть и ограничить подачу тепла. Также возможна вполне экономичная схема, когда трубы горизонтальные участки проходят только по первому этажу, а подача тепла на верхний этаж осуществляется путем сооружения вертикальных стояков на каждую отопительную батарею (или часть батарей).

Следующая схема предусматривает установку своеобразного коллектора в чердачном помещении. Туда поднимается одна вертикальная труба, подающая в этот коллектор горячий теплоноситель. После этого он самотеком распределяется по батареям отопления, протекая сверху вниз. Целесообразность применения такой схемы определяется специалистом теплотехники, а суть ее заключается в равномерном распределении тепла и экономии на трубах.

Конечный выбор оптимальной схемы отопления двухэтажного частного дома лежит за вами. Но помните, что чем больше в ней узлов, тем выше сложность системы и меньше ее надежность. Также сложные схемы предусматривают более сложные расчеты параметров отопительных систем. Со своей стороны, мы рекомендуем остановиться на двухтрубной замкнутой системе с диагональным или боковым подключением радиаторов, а также с принудительной циркуляцией.

Источник: remont-system.ru

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.

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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

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.

Цены на популярные модели радиаторов отопления

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.

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.

Узнайте, инструкции по промывке системы отопления, из нашей новой статьи.

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.

Следует обратить внимание в этой схеме на большое количество трубопроводов и их высокий условный проход — . Это объясняется тем, что в гравитационных системах для обеспечения циркуляции теплоносителя нужно минимизировать сопротивление, а это возможно только в трубах больших диаметров.

Системы с естественной циркуляцией, естественно, имеют преимущества:

  • Независимость от электроснабжения – система отопления будет работать как при полном отсутствии электроэнергии, так и при перебоях в ее подаче.
  • Доказанная долгими годами эксплуатации надежность и простота.
  • Отсутствие насосов и малая скорость циркуляции теплоносителя делают такую систему бесшумной.

Несмотря на все преимущества, такие системы постепенно уходят в прошлое, так как уже не отвечают современным требованиям к системам отопления.

  • Гравитационные системы чрезвычайно материалоемкие – для их монтажа применяются стальные трубы больших диаметров.
  • Монтаж систем отопления со стальными трубами сложен технологически и занимает много времени.
  • Системы с естественной циркуляцией имеют ограничения по площади обогреваемых помещений. По утверждениям специалистов суммарная длина горизонтальных участков (лежаков) не должна превышать 40 метров, а суммарная площадь 150 м2.
  • Высокая инерционность — от момента запуска системы до прогрева всех радиаторов до расчетной температуры может пройти несколько часов.
  • Большая разница температур подачи и обратки может плохо сказаться на теплообменнике котла.
  • В теплоносителе гравитационных систем большое количество растворенного кислорода, что сказывается на коррозии труб и радиаторов, поэтому в таких системах можно использовать только чугунные или биметаллические радиаторы.

Системы отопления с принудительной циркуляцией

Практически все современные системы отопления используют только принудительную (искусственную) циркуляцию теплоносителя, что дает весомые преимущества:

  • Использование циркуляционных насосов помогает отопить любую площадь при любой этажности здания.
  • Диаметр труб может быть гораздо меньше, так как насос позволяет прокачивать теплоноситель с более высокой скоростью.
  • Применение циркуляционных насосов позволяет снизить температуру в системах отопления при тех же параметрах теплоотдачи радиаторов, а это, в свою очередь, позволяет использовать более дешевые полимерные и металлопластиковые трубы.
  • Возможность как общей, так и зональной регулировки в системах отопления.

Недостатками систем с принудительной циркуляцией являются:

  • Зависимость от электроэнергии, что легко решается наличием источников бесперебойного питания или генераторов.
  • Более высокий шум работы системы отопления, но при правильном расчете он не слышим человеческим ухом в отапливаемых помещениях.

Циркуляционный насос обычно врезают в систему отопления на обратной линии перед котлом, так как в этом месте самая низкая температура теплоносителя.

Чтобы принудительная циркуляция работала корректно, выбранная модель насоса должна отвечать параметрам системы. Существует специальная методика расчета ключевых характеристик — производительности и создаваемого напора.  Чтобы не утомлять читателя формулами, предлагаем воспользоваться встроенными калькуляторами.

Калькулятор расчета производительности насоса

Перейти к расчётам

Калькулятор расчета создаваемого напора теплоносителя

Перейти к расчётам

Цены на циркуляционные насосы

Однотрубная система отопления двухэтажного дома

В однотрубных системах автономного отопления может применяться как естественная циркуляция теплоносителя, так и принудительная. Теплоноситель от котла идет в стояк подачи, а затем разделяется на два этажа в лежаки, к которым последовательно подключаются радиаторы отопления.

Очевидно, что после каждого из радиаторов температура в трубопроводе будет снижаться, и это обязательно учитывают при расчетах. Достоинствами такой системы являются:

  • Расход труб при монтаже такой системы минимален.
  • Возможность реализации системы с естественной циркуляцией. Например, при отключении электроэнергии можно замкнуть насос при помощи байпасной перемычки, и система продолжит функционировать, хоть и с меньшей эффективностью.
  • Время и стоимость монтажа ниже, чем других систем.

Недостатками однотрубной разводки являются:

  • Сложность регулировки и настройки системы.
  • Для снятия одного отдельного радиатора нужно останавливать всю систему.

 Видео: Однотрубная система отопления, ее достоинства и недостатки

Двухтрубная автономная система отопления

Требования к современным системам отопления предполагают тонкую регулировку как всей системы в целом, так и каждой части в отдельности, что позволяет управлять микроклиматом в помещениях, а также экономить энергоресурсы. И такую возможность дает именно двухтрубная система отопления.

В таких системах имеются два отдельных трубопровода: подающий и обратный, а радиаторы отопления подключаются к ним параллельно. Рассмотрим работу такой системы на примере. Теплоноситель, подогретый в котле обезвоздушивается автоматическим клапаном (2) и поступает в вертикальный стояк, который разделяется на горизонтальные участки первого и второго этажа. Обратный трубопровод подключается к соответствующему входу котла и аналогично подающему разделяется на два этажа.

На обратной линии перед котлом расположены:

  • Предохранительный клапан (11), сбрасывающий избыточное давление в системе. Рабочее давление в закрытых системах отопления составляет 1—3 бар.
  • Циркуляционный насос (9), поддерживающий ток теплоносителя с заданной скоростью, с арматурой его обвязки (7, 8).
  • Мембранный расширительный бак, который компенсирует расширение теплоносителя и поддерживает постоянство давления в системе.

Радиаторы (4) подключены параллельно к подающему и обратному трубопроводу, причем лучше всего делать подключение именно так, как изображено на рисунке: подачу делать в верхней точке, а обратку в нижней диагональной, — при такой схеме идет наиболее равномерный прогрев и соответственно лучше теплоотдача.

Возможность самостоятельной регулировки каждого радиатора в отдельности дает специальный термостатический клапан (3), который, в зависимости от температуры воздуха в помещении, может ограничивать или вовсе перекрывать ток теплоносителя через радиатор. При этом это не будет влиять на работу систему в целом. Для того чтобы радиаторы не мешали работе друг друга, оказывали примерно равное сопротивление протеканию теплоносителя через них, на их выходе ставятся балансировочные клапаны (5) при помощи которых происходит настройка всей системы отопления.

Двухтрубная автономная система отопления имеет ряд неоспоримых преимуществ:

  • Теплоноситель в каждый радиатор поступает с одинаковой температурой.
  • Меньшие потери давления в системе позволяют использовать менее мощные циркуляционные насосы.
  • К подающему и обратному трубопроводу двухтрубной системы могут быть подключены совершенно разные тепловые приборы: радиаторы, конвекторы, фанкойлы, система «теплый пол» со своим коллектором и насосной группой.
  • Ремонт или настройка каждого отдельно взятого узла не влияет на работу в целом.

Недостатками двухтрубной системы являются большая материалоемкость, что сказывается на стоимости и сложности, а это может при неграмотном расчете и монтаже сказаться на надежности.

Варианты двухтрубных систем

Двухтрубные системы отопления имеют множество вариантов реализации. На аксонометрической схеме представлены три наиболее используемых случая разводки двухтрубных систем отопления.

Радиаторная система отопления

  • Двухтрубная тупиковая разводка труб, представленная на условном первом этаже схемы. В такой системе прямой и обратный трубопроводы монтируются рядом, параллельно друг другу вплоть до последнего радиатора ветки. Диаметры подающей и обратной трубы по мере приближения к тупиковому радиатору снижаются. При таком способе подключения требуется настройка системы при помощи балансировочных клапанов, чтобы радиаторы, расположенные ближе к котлу, не замыкали проток теплоносителя через себя.
  • Двухтрубная встречная разводка трубопроводов представлена на условном втором этаже схемы. В таком способе подключения прямой трубопровод подходит с одной стороны к радиатору, а обратной с другой. Это позволяет стабилизировать проток теплоносителя и избежать балансировки радиаторов. Такой способ еще называют «петля Тихельмана». Подающий и обратный трубопроводы должны при этом иметь одинаковые сечения.
  • Коллекторная разводка представлена на третьем этаже схемы. Магистральный прямой и обратный трубопровод подключен к коллектору, от которого уже идет разводка трубами одинакового диаметра на все радиаторы. Такая система требует большего расхода труб, зато балансировка ее очень простая. Для того, чтобы система работала лучше, коллектор должен располагаться близко к геометрическому центру этажа, при этом длины трубопроводов будут примерно равными.

Итоги

  • Разработку схемы системы отопления двухэтажного дома лучше доверить инженерам-теплотехникам.
  • Наиболее перспективными и современными являются двухтрубные системы отопления.
  • Грамотное сочетание радиаторного отопление с теплым водяным полом дает наилучшие результаты.

Источник: stroyday.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector