Сложно ли разработать своими силами контур водяного отопления в многоэтажном доме? Конечно, свои трудности в этом деле есть, но в целом залог высокопроизводительной системы — грамотное комбинирование типовых решений. Мы хотим рассказать вам о том, какие схемы систем отопления оптимальны для двухэтажного дома.
Открытая и гравитационная системы — реально ли
Что бы ни твердили поклонники принудительной циркуляции — да, реально. В действительности большинство профессионалов учитывают если не постоянную работу на естественном протоке, то хотя бы возможность сохранить часть производительности при отключении электричества.
Первое, что для этого нужно — нацелиться на повышение мощности котла. Перемещение нагретой воды против силы притяжения требует затрат энергии, а поскольку для создания разницы давлений используется только тепло, его потребуется не в пример больше, естественно, вырастут и тепловые потери.
Другой вопрос — эффективность системы. Для отопления больших площадей важна скорость протока теплоносителя, чтобы он успевал сохранять температуру до последнего радиатора в цепочке. Гравитационные системы на такое попросту не способны, но они опять же поддерживают проток и без циркуляционного насоса , значит, как минимум система не разморозится, а в части дома даже сохранится комфортное тепло.
Система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией: 1 — котел; 2 — расширительный бак открытого типа; 3 — подача; 4 — радиаторы второго этажа; 5 — радиаторы первого этажа; 6 — обратка
Ускорение протока достигается классическими методами:
- достаточно крутым уклоном труб;
- отсутствием участков с контруклоном;
- увеличением объема теплоносителя (диаметра труб);
- минимизацией поворотов и заужений;
- увеличением разницы между верхней и нижней точками.
И все же настоятельно рекомендуется отказаться от систем без принудительной циркуляции — они слишком неэкономичные, к тому же трубы можно проложить только открыто. Вместо того чтобы из года в год переплачивать за сожженное впустую топливо, лучше потратиться один раз и организовать бесперебойное питание котельной.
Ленинградка в двухэтажном доме
Большинство классических схем применимо к многоэтажным строениям и однотрубная система не исключение. С первого этажа на второй поднимается стояк подачи. Эта труба имеет наибольший диаметр, эквивалентный патрубкам котла. Подача тянется под всеми радиаторами и за последним уже условно считается обраткой. Поскольку труба обычно обходит дом по периметру, ее дотягивают до подачи и опускают к котлу в общем техканале.
Другой вариант — опустить трубу на первый этаж и точно так же провести ее ниже всех радиаторов и замкнуть обратно в котел. Для такого подключения необходима высокая мощность котла и большая скорость протока, иначе на 8-10 радиаторе уже не будет достаточно высокой температуры. Поэтому оптимально сделать поэтажную разводку трубами с организацией двух контуров циркуляции. Если хотите чистую ленинградку — продумайте способ ограничивать проток пропорционально удаленности радиаторов от котла, но помните, что у однотрубной системы длина крыла всегда меньше.
Радиаторы подключаются к двум точкам одной трубы без разрыва. Чем больше разница между сечением магистральной трубы и отвода, тем меньше будут потери тепла и больше длина линии. Такое подключение позволяет включить радиатор в режим байпаса и локально регулировать проток, не влияя на общий режим работы — непосильная задача для классической однотрубной схемы.
Верхняя и нижняя разводка двухтрубной системы
При двухтрубной схеме практически каждый радиатор имеет параллельное подключение и к подаче, и к обратке. Это вызывает дополнительные затраты и рост объема теплоносителя, но и передача тепла возможна на более значительные расстояния.
В современном монтаже используется комбинированный вариант двухтрубной системы. Подача тянется по верхнему этажу, обратка по нижнему, соединяются они в самом конце трубой номинального сечения, замыкающей проток. От подачи запитывается верхний радиатор, с его выхода — следующий и так до последнего, откуда охлажденная вода сбрасывается в обратку. Это наиболее экономный вариант двухтрубной схемы для обогрева больших площадей. Недостаток один — открытая прокладка труб.
В другом варианте двухтрубной схемы подача и обратка прокладываются вместе. Подключение радиаторов выполняется в двух нижних точках, что помогает скрыть магистральные трубы в полу: поскольку разводка исключает подъем труб выше радиатора, то и называется она нижней.
Коллекторные системы и подключение теплого пола
Комбинировать разные типы схем очень полезно, это помогает «заточить» отопительную систему под различные технические условия. Техническая реализация таких проектов упрощается с использованием распределительных коллекторов.
Первый их тип — это простая двухрядная гребенка с запорной арматурой, которая имеет по паре отводов для каждого крыла. На каждом из них может быть установлено различное число радиаторов с произвольной схемой подключения, но обычно общее число секций не превышает десяти.
Второй тип коллекторов имеет прозрачные колбы с поплавками для визуально наглядной регулировки скорости протока. К таким узлам подключаются трубы теплого пола и крылья разной протяженности, вместо шаровых кранов на каждой линии установлено по вентильному регулятору.
Коллекторы для теплого пола могут снабжаться дополнительным насосом рециркуляции и общим терморегулятором. Это очень характерно для многоэтажных домов, например, при комбинации теплого пола с радиаторами на разных этажах. Базовая температура теплоносителя составляет 60-70 градусов, что для теплого пола очень много. Поэтому насос подмешивает часть воды из обратки, снижая нагрев пола до 35-40 °С.
Построение развязки на коллекторах удобно и при техническом обслуживании. Вам не придется останавливать всю систему отопления в случае поломки, так как каждый участок можно отключить и слить селективно.
Оборудование котельной
Обычно коллекторы для всех этажей монтируют в помещении котельной. Это удобно, затраты на дополнительные два десятка метров труб не идут ни в какое сравнение с организацией места под отдельный коллекторный узел, а они достаточно громоздкие.
Обвязка котла классическая: на отводах запорная арматура, на подключении обратки — фильтр-грязевик. Насос устанавливается в разрыв обратки и обвязывается байпасом. Мембранный расширительный бак подключается к произвольной точке системы, а группа безопасности — отводом к трубе подачи в метре от котла.
1 — котел; 2 — группа безопасности; 3 — мембранный расширительный бак; 4 — радиаторы отопления; 5 — запорные вентили; 6 — циркуляционный насос с байпасом; 7 — фильтр грубой очистки
Как и всегда, рекомендуется выполнять обвязку оборудования котельной стальными трубами, имеющими меньший коэффициент линейного расширения, чем у пластика. Предпочтительной будет паковка на полимерную нить с использованием анаэробного герметика.
В систему отопления осталось только добавить патрубки слива и закачки воды в самой нижней точке системы. При наличии теплого пола для этого отводится пара выводов коллектора: через обратку выполняется слив, через подачу — продувка.
Обвязка радиаторов
Никаких особых премудростей в подключении радиаторов нет. В один из верхних отводов, как и полагается, вкручен кран Маевского, через второй может подаваться горячая вода.
Однако более эстетичным будет нижний боковой подвод труб. Современным словом в этом плане считаются одноточечные устройства подключения, за счет которых можно заводить и подачу, и обратку в один и тот же нижний отвод радиатора.
По такому же принципу вы можете вести двухточечное подключение, но только с одной стороны. Такая обвязка смотрится менее громоздко, плюс есть множество стандартных решений. Обычно резьбовые соединения на радиаторах не более одного дюйма, поэтому упаковывать их можно и на ФУМ ленту.
Основой для любого проекта отопления является правильно разработанная схема. Она определяет порядок монтажа, характеристики компонентов и параметры всей системы. В особенности это касается теплоснабжения двухэтажного коттеджа или дачи. Система отопления 2х этажного частного дома может быть построена по нескольким схемам.
Особенности отопления 2-х этажного дома
Спецификой организации теплоснабжения зданий высотой более одного этажа является равномерное распределение тепловой энергии от батарей по всем помещениям. Поэтому необходимо решить вопрос – как сделать отопление в 2х этажном доме с оптимальными параметрами.
Профессиональный проектировщик учитывает все нюансы. Лучший вариант – приобрести уже готовую схему или адаптировать стандартную для теплоснабжения дома. Во время решения этой задачи учитываются следующие факторы:
- Общая площадь здания и его характеристики. Сделать отопление 2 этажного частного дома своими руками можно только при хорошем утеплении наружных стен, установке современных оконных конструкций.
- Запланированный бюджет. Он влияет на качество приобретаемых компонентов и выбор схемы.
Сделать эффективное отопление частного 2х этажного дома своими руками можно только после первичного анализа этих данных.
Для составления схемы разводки трубопроводов и компонентов системы лучше всего применять в качестве основы копию плана дома. Так можно рассчитать количество расходных материалов.
Гравитационное отопление или с принудительной циркуляцией?
Прежде всего необходимо определиться с оптимальным вариантом циркуляции теплоносителя. Она может быть гравитационная или принудительная. Система отопления 2х этажного частного дома со средней и большой площадью строится на основе последней.
Работа гравитационной системы основана на естественной циркуляции теплоносителя, которая возникает в результате его температурного расширения. При этом нужно принимать во внимание ограничения – протяженность трубопровода не должна быть более 60 м.п., для работы системы потребуется разгонный стояк. Именно эти факторы обуславливают выбор схемы водяного отопления частного 2 этажного дома с циркуляционным насосос.
Для теплоснабжения также можно применять открытую или закрытую систему. В первом случае схемы отопления 2-х этажного дома делают с горизонтальной разводкой трубопроводов, что не всегда удобно в плане монтажа и эксплуатации. Оптимальным вариантом будет монтаж закрытой схемы. Она имеет следующие преимущества:
- Возможность горизонтального монтажа трубопроводов. Это минимизирует необходимое для установки пространство.
- Улучшенная циркуляция вследствие повышенного давления в системе – от 1,5 до 6 бар.
- Теплоотдача у всех приборов (радиаторов и батарей) будет одинакова.
Подобные схемы отопления 2-х этажного дома обязательно должны иметь в комплектации циркуляционный насос. Без этого невозможно обеспечить нормальную скорость движения теплоносителя.
Сделать качественное отопление в 2х этажном доме можно только после расчета его тепловых потерь.
Разводка труб для теплоснабжения двухэтажного дома
Следующим этапом является выбор способа разводки трубопроводов. Он влияет на скорость прохождения теплоносителя, степень его остывания и возможности регулирования характеристик теплоснабжения.
Проектирование отопления 2 этажного частного дома своими руками выполняется на основе анализа всех факторов. Рассмотрим важнейшие из них, влияющие на выбор разводки подающих магистралей:
- Однотрубная. В системе имеется только один трубопровод, к которому в последовательном порядке подключаются радиаторы. Для однотрубного отопления частного 2х этажного дома своими руками характерно быстрое остывание теплоносителя. Поэтому оно используется для обогрева зданий с небольшой площадью до 80 м²;
- Двухтрубная. Она предназначена для равномерного теплового распределения. Дополнительная обратная магистраль позволяет подключать батареи последовательно, что снижает потери тепла при циркуляции теплоносителя. Оптимальный вариант для низкотемпературной системы отопления 2х этажного частного дома;
- Коллекторная. С ее помощью можно сделать несколько отдельных контуров отопления, подключенных к одному распределительному коллектору. В коллекторной схеме водяного отопления частного 2 этажного дома можно регулировать объем притока горячей воды в каждом отдельном контуре. Недостаток – большое количество необходимых материалов.
Немаловажным моментом является выбор материала изготовления труб. В закрытой схеме отопления 2-х этажного дома рекомендуется использовать полипропиленовые магистрали. Важно учитывать, что максимально допустимая температура горячей воды при этом не должна превышать +90°С.
Также обязательным является установка запорной и предохранительной арматуры. К последним относятся воздухоотводчики, спускные клапана и расширительные баки.
В качестве теплоносителя чаще всего применяют воду или антифриз. Последний предпочтителен в том случае, если есть вероятность воздействия низких температур на систему.
Правила установки отопления
Выбрав оптимальную схему теплоснабжения можно приступать к практической реализации плана обустройства двухэтажного дома. На первом этапе происходит корректировка плана и его адаптация под конкретный коттедж или дачу.
Если в качестве основы была выбрана гравитационная схема теплоснабжения, то следует соблюдать такие правила установки ее компонентов:
- Обязательный уклон труб. В подающей магистрали наклон осуществляется от котла, в обратной – к нему. В среднем величина уклона должна составлять 5-10 мм на 1 м.п.
- Диаметр трубопроводов. Для гравитационной системы рекомендуется выбирать трубы с большим сечением – около 40 мм. Так можно уменьшить влияние трения воды о внутреннюю поверхность магистралей на циркуляцию.
- Крепление должно располагаться с шагом 60-70 мм.
Для контроля степени нагрева теплоносителя на ответственных участках трубопровода устанавливаются датчики температуры. В системе в обязательном порядке должен быть предусмотрен узел добавления теплоносителя. Чаще всего это делается через расширительный бак, находящийся в самой верхней точке схемы.
В теплоснабжении с принудительной циркуляцией особое внимание уделяется подбору дополнительных компонентов. Помимо труб, радиаторов и котла в схеме теплоснабжения обязательно должны присутствовать следующие компоненты:
- Расширительный бак. Устанавливается перед входом обратной магистрали в котел.
- Группа безопасности, включающая в себя воздухоотводчик, спускной клапан и манометр. Монтируется на подающей магистрали.
- Правильная обвязка радиаторов – установка терморегуляторов и кранов Маевского.
Для системы с принудительной циркуляцией чаще всего выбираются двухтрубная или коллекторная разводка труб. Однотрубная схема будет неэффективной, так как не сможет обеспечить оптимальные показатели нагрева радиаторов.
Проектирование коллекторного теплоснабжения представляет собой сложную задачу. Самостоятельно составить схему и подобрать компоненты в этом случае очень сложно. Поэтому эту работу лучше всего доверить специализированным компаниям.
Для коллекторной системы теплоснабжения обязательно монтируется циркуляционный насос в обвязке каждой гребенки.
Альтернативные варианты отопления двухэтажного дома
В некоторых случаях монтаж водяного отопления невозможен или нецелесообразен. В настоящее время возможно сделать другой тип теплоснабжения в 2х этажном доме с использованием альтернативных источников тепловой энергии.
Наиболее эффективным считается геотермальное отопление. При правильной организации оно практически не зависит от внешних погодных условий. Если же помимо отопления 2ж этажного частного дома нужно сделать своими руками и систему горячего водоснабжения – устанавливают солнечные коллекторы.
В зимний период их эффективность невысока. Поэтому солнечные коллекторы работают только вместе с основной отопительной системой частного двухэтажного дома. Преимуществом подобной схемы является возможность ее использования для нагрева хозяйственной воды в летний период.
Еще одним вариантом является монтаж системы пленочного электрического отопления. Принцип его работы основан на резистивном эффекте – при прохождении тока через карбоновые полосы происходит генерация ИК волн. Они в свою очередь нагревают поверхность предметов, попавших в область действия ПЛЭН. Однако для такой системы обязательным условием является хорошая теплоизоляция здания. Максимально возможная мощность схемы оставляет около 220 Вт/м². Поэтому тепловые потери в доме должны быть минимальны.
Все они характеризуются высокой стоимостью составных компонентов. Поэтому чаще всего применяются традиционные системы теплоснабжения 2-х этажного частного дома с газовыми или твердотопливными котлами.
В видеоматериале показан пример коллекторного отопления 2-х этажного дома.
Для комфортного проживания в частном секторе необходимо наличие коммуникаций, среди которых отопительная система занимает одно из важных мест. От неё зависит оптимальный температурный режим, сохранность домостроения и уют. При проектировании строительных планов специалисты включают именно схему с принудительной циркуляцией отопления двухэтажного дома. Это обуславливается необходимостью подъёма теплоносителя в системе на дополнительную высоту.
- невозможность изготовления «тёплого пола» при горизонтальном контуре;
- требует выполнения сварочных работ и необходимой проверки соединений;
- неравномерность теплоотдачи от батарей, находящихся в разных комнатах.
- 1. Для его функционирования не нужна высокая температура теплоносителя.
- 2. Наличие напорного насоса в оборудовании системы оказывает действенное влияние на затруднённую циркуляцию теплоносителя (малый диаметр и большая длина) «тёплых полов».
Показать всё
Разновидности схем отопления
Подробная схема отопления 2-х этажного частного дома с принудительной циркуляцией - это комплекс элементов, состоящий из трубопроводов, котла, фитингов, температурных датчиков и других узлов. При правильном их выборе и монтаже расходы на обогрев жилья существенно снизятся, а жильцы будут довольны уютным микроклиматом. В настоящее время отопительная система двухэтажного дома может выполняться разными способами:
Хозяин коттеджа выбирает самую приемлемую и эффективную систему, которая бы обеспечивала поддержание нужной температуры в доме определённый промежуток времени, была оснащена простым, функциональным и удобным управлением, давала возможность выполнения отопления по типу «тёплый пол». Оптимальным считается вариант обогрева, когда все устройства системы функционируют при помощи автоматики.
Принудительная схема отопления. Схема отопления с принудительной циркуляцией
Самой простой является схема однотрубной системы отопления двухэтажного дома. Также она называется «Ленинградкой». Такую схему отопления двухэтажного частного дома своими руками можно провести без особых сложностей. Отличается экономичностью, функционируя на газовом или электрическом котле, при помощи кирпичной печи, отапливаемой , дровами, углем. Выбирая «Ленинградку», можно сэкономить на средствах, так как труб, необходимых для установки обогрева помещения, потребуется в 2 раза меньше, если сравнивать с двухтрубной системой. Характеризуется ещё такими положительными моментами:
Однотрубный контур можно «спрятать» под пол или развести над ним. При установке трубы можно располагать в горизонтальном положении и в вертикальном.
Однако такая может применяться только в одноэтажной постройке. В двухэтажном доме схема однотрубной системы отопления сможет функционировать только при наличии циркуляционного насоса.
Существуют ещё недостатки:
Схема однотрубной системы представляет собой трубу с подключением к ней всех радиаторов отопления. Нагретая котлом вода распространяется по всем батареям поочерёдно, в каждой отдавая определённое количество тепла. Следовательно, ближайшая к котлу будет горячая, а последняя - чуть тёплая.
2. Основные элементы системы отопления с принудительной циркуляцией
Контур с двумя трубопроводами
По-настоящему комфортные условия может создать двухтрубная обогревательная система. Для изготовления потребуется большее количество труб и других дополнительных материалов, но выполнение эффективного и качественного обогрева частного дома значительно важнее.
Внешне контур выглядит, как две трубы - для подачи и обратки, расположенные параллельно. Батареи патрубками сообщаются и с одной, и с другой. Нагретая вода поступает в каждый радиатор, затем остывшая выходит из него прямо в обратку. Горячий теплоноситель и холодный идут по разным трубопроводам. При такой схеме отопления температура нагрева радиаторов приблизительно одинаковая.
Проходя через трубы и радиаторы, водяной поток идёт по более «лёгкому» пути. Если попадается разветвление, где один участок с большим гидродинамическим сопротивлением, чем другой, то жидкий теплоноситель поступит во второй, который с меньшим сопротивлением. Следовательно, трудно будет сразу предугадать, какой участок будет нагрет сильнее, а какой - слабее.
Для регулирования прохождения воды через отопительные установки нужно, чтобы на каждой из них был установлен балансировочный дроссель. При помощи этого устройства владельцы жилья могут управлять потоком тепла и корректировать отопление в двухконтурной системе. Все радиаторы должны быть оснащены специальными кранами Маевского для устранения воздуха. Универсальная схема может дополняться любыми устройствами теплообмена: радиаторами, тёплыми полами, конвекторами. Они позволят правильно сделать отопление в двухэтажном доме.
Эффективность работы двухтрубной системы можно повысить коллекторной или лучевой разводкой. Такая схема называется комбинированной. Существует тупиковый вид двухтрубной системы, когда подающая и обратная линии контура заканчиваются на последнем теплообменнике. Фактически, водяной поток меняет направление движения, возвращаясь к котлу. Применение раздельной попутной схемы отопления для каждого этажа облегчит настройку контура и обеспечит оптимальный обогрев всего дома. Но для повышения эффекта необходимо сделать врезку для каждого этажа.
Схема отопления двухэтажного дома теплый пол + коллекторное отопление
Принудительный способ
Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.
При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.
Отопительная система с циркуляционным насосом отличается практичностью: в весенний и осенний периоды, когда нет морозов, её можно использовать с применением низкотемпературного режима, чего не сделаешь с естественной циркуляцией теплоносителя. Из-за повышения давления в контуре на фоне функционирования насоса усложняется устройство расширительного бака. Здесь он закрытого типа и разделён на две полости эластичной мембраной. Одна предназначена для излишка жидкости в системе, другая для сжатого воздуха, регулирующего давление в системе.
Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.
Положительные и отрицательные характеристики
Принудительная циркуляция позволяет свободно располагать элементы отопительной системы относительно друг друга. Всё же основные правила монтажа обвязки котла, подключения радиаторов, установки трудных линий не следует игнорировать. Используя принудительную циркуляцию, можно заметить такие преимущества:
Ещё одним преимуществом принудительного способа отопления является выбор места для монтажа теплогенератора на своё усмотрение. Обычно это первый этаж или подвал.
При всех достоинствах такого способа отопления существуют и недостатки. Например, при прохождении теплоносителя по системе слышен шум, который усиливается на поворотах тепловой линии и в местах сужения. Часто это может быть причиной излишней производительности насоса, несоответствующей конкретной отопительной системе. Второй недостаток - зависимость от электричества. При его отключении остановится движение теплоносителя в системе, так как питание циркуляционного насоса происходит от электросети.Теплогенератор для системы с принудительным способом отопления может функционировать, используя любой доступный вид топлива. Главное, выбрать котёл с мощностью, при которой он смог бы обогревать отапливаемую площадь дома.
Принципиальным для такой системы должно быть наличие . При нагревании теплоноситель увеличивается в объёме в замкнутом пространстве. Для предупреждения аварийных ситуаций, при которых разрываются трубы и радиаторы, применяется расширительный бак. Он хорошо справляется с излишним давлением.
Благодаря схеме отопления с принудительной циркуляцией, которую обеспечивает напорный насос, теплообменные приборы могут быть разных видов и материалов. Хороший вариант - отопление «тёплый пол»:
Металлические трубы для устройства отопительной системы применяются очень редко из-за тяжёлого веса и высокий стоимости. К тому же они сильно поддаются коррозийным процессам, что ведёт к плохой циркуляции потока.
В чем отличией естественной от принудительной циркуляции
Поэтому лучше пользоваться современными материалами: армированным полипропиленом и металлопластиком, у которых нет таких недостатков. Приобретая их, следует помнить, что компрессионные фитинги, применяющиеся для соединений, могут через несколько лет выйти из строя из-за воздействия высокой температуры теплоносителя. Эти устройства лучше не использовать в отоплении, хотя категорического запрета не существует.
Отправим материал вам на e-mail
Автономные отопительные системы, которые используются в частных домах, обладают несомненными преимуществами перед централизованными системами: они управляемы и экономичны. Только хозяева частных домов могут самостоятельно регулировать интенсивность нагрева, подключать дополнительные контуры и устанавливать тот тип радиаторов, который им нравится. Схема отопления 2-х этажного частного дома должна отвечать не только эксплуатационным требованиям, но и быть безотказной, экономичной, простой и долговечной.
Схема отопления частного дома
На выбор отопительной схемы влияет главным образом площадь обогреваемых помещений, то есть общая протяженность трубопровода. Основная задача любой отопительной системы – равномерный обогрев помещений на всей протяженности трубопровода. Если в организовать такую систему не составляет большого труда, то в коттеджах с двумя уровнями для решения этой же задачи нужно произвести серьезные расчеты.
Любая отопительная система состоит из главных элементов:
Видео: схема отопления двухэтажного дома
Системы с установкой циркуляционного насоса
Любая схема отопления 2 х этажного частного дома должна обеспечивать постоянную циркуляцию теплоносителя по системе. При этом эффективность и скорость обогрева помещений напрямую зависит от уровня гидравлического давления в трубах. Очевидно, что самым простым решением этой задачи является циркуляционный насос.
Насосные схемы хороши тем, что при помощи небольшого и экономичного насоса в системе обеспечивается заданное давление, а горячая вода будет доставлена в любую точку контура независимо от его расположения. Энергопотребление такого прибора составляет от 25 до 50 Вт в час. Даже при ежедневной непрерывной работе в месяц счетчик намотает не более 40 кВт, что не влияет существенно на расход семейного бюджета. У такой схемы есть серьезный недостаток – она не работает в случае отключения электропитания. К сожалению, такие ситуации в России нередки, поэтому в зимний период необходимо иметь в своем распоряжении , чтобы не остаться вообще без тепла.
Системы, основанные на естественной циркуляции
Зная основы термодинамики, можно разработать такую схему отопления, что насос вовсе не понадобится. Такая схема основана на способности нагретой жидкости подниматься вверх. Расположенный на уровне первого этажа котел или печь нагревает воду, эта вода устремляется наверх, запуская процесс движения теплоносителя по системе замкнутого трубопровода.
В системах без циркуляционных насосов невозможно обеспечить высокое давление, ведь его уровень зависит от температуры жидкости. По этой причине системы с естественной циркуляцией имеют свои особенности:
- для того, чтобы уменьшить сопротивление, диаметр труб должен составлять не менее 32 мм, это же касается трубок рабочих радиаторов;
- максимальная высота водяной трубы, по которой горячая вода поднимается и поступает в отопительный контур, должна составлять не более 6 метров, то есть системы с естественной циркуляцией могут качественно обогревать не более двух этажей;
- схема разводки должна быть максимально простой, если же протяженность труб велика, имеет смысл делать два контура;
- без использования насоса не будут работать системы теплого пола , поэтому его контур должен быть подключен отдельно.
Достоинства и недостатки рабочих схем
Насосные системы имеют очевидные преимущества в виде постоянного режима работы, гарантии эффективности и простоты монтажа. Главный недостаток – энергозависимость оборудования. Схемы с естественной циркуляцией можно назвать по-настоящему автономными, однако таким образом удастся обогревать ограниченную площадь, а процесс обогрева будет занимать значительно большее время. Монтаж таких систем – сложное и кропотливое дело, предварительный расчет должен быть выполнен очень точно.
Существуют различные альтернативные схемы, среди которых комбинированная, когда один из контуров снабжается циркуляционным насосом. Это сложные системы, которые используются в домах большой площади, для жилого двухэтажного дома они редко бывают целесообразны.
Виды разводки и способы расчета
Для расчета систем отопления необходимо учитывать многие факторы, в том числе:
- площадь дома;
- расчетные значения температуры воздуха внутри и снаружи, требуемую влажность;
- материалы, из которых построен дом и качество теплоихоляции;
- количество окон и интенсивность естественного солнечного освещения.
В соответствии с указанными параметрами по таблицам СНиП можно рассчитать требуемую мощность котла и требуемое давление в системе.
Распространенные принципиальные схемы
Для небольших по площади домов в один или два этажа подойдут наиболее простые однотрубные схемы, которые легко монтируются и рассчитываются, могут работать без насоса, однако считаются наименее эффективными.
Усовершенствованная схема – так называемая «ленинградка» — система, в которой каждый радиатор подключен по параллельной схеме, а регулировочные вентили позволяют более эффективно расходовать тепло и перенаправляют горячую воду.
Принцип работы двухтрубной системы состоит в том, что нагретая вода подается ко всем радиаторам одновременно, а ее температура одинакова на каждом входе. Охлажденная вода отводится по трубе обратки, которая также является общей.
Существуют схемы с нижней и верхней подачей. В первом случае вода, поднимаясь по стояку наверх, снабжает сначала первый этаж, а затем второй. При верхней системе все наоборот: нагретая вода поднимается по общему стояку и затем подается в радиаторы верхних этажей, охлаждается и возвращается обратно.
Схемы с открытым и закрытым расширительным бачком
Расширительный бак в отопительной системе играет роль регулятора уровня воды, а также страхует систему от перепадов давления. Расширительный бачок обычно устанавливают в самом холодном месте системе – на трубе обратки. Он должен располагаться в отапливаемом помещении, чтобы исключить промерзание воды в нем в зимний период.
Домовладельцам нравится однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой считается наиболее экономичной. Длина труб в ней меньше двухтрубного варианта, хотя диаметр труб больше, прогрев батарей неравномерный, повышенный объем теплоносителя, перекачивая который расходуется больше электроэнергии.
Выгодна ли самотечная однотрубная система двухэтажного дома
Намереваясь смонтировать данную дешевую схему, домовладелец сильно ошибается. Самотечная система (в просторечии, «самотек») обойдется вдвое-втрое дороже оснащенной циркуляционным насосом. Естественная циркуляция требует:
- толстых труб для минимизации гидравлического сопротивления теплоносителю;
- достаточности уклонов магистральных труб;
- расположения отопительного котла ниже уровня отопительных приборов в приямке на кухне /в подвале, показанного на рисунке ниже.
Самотечному отоплению 2-х этажного дома присущ стандартный недостаток - батареи второго этажа прогреваются лучше первого. Установка байпасов, регулировочных устройств наращивает стоимость системы.
В каких домах выгоден однотрубный «самотек»?
Только не в 3-х этажном доме. «Самотечный» теплоноситель движется «лениво». Имеющиеся 20 кг разницы в весе тонны нагретой и холодной воды не создадут достаточной разницы давлений между «подачей и «обраткой для интенсивного движения по трубам, батареям.
В двухэтажном доме «самотек» будет работать неплохо, но второй этаж должен быть полноценным, имеющим чердак, позволяющий установить расширительный бачок. От котла в подвале (приямке) до бачка идет главный вертикальный стояк подачи. От стояка отходит т.наз. «лежак», уклоняющийся вниз. От «лежака» опускаюся стояки к этажным радиаторам. Эта вертикальная система, показанная на рисунке ниже, напоминает устройство отопления многоэтажного дома.
Мансардный второй этаж вашего дома, имеющий окна в крыше (невысоких стенах) затрудняет монтаж самотечной системы. Мансарда исключает установку открытого расширительного бачка, наполненного антифризом. Герметичный бачок с газоотводящей трубкой, выведенной наружу, спасет положение, увеличивая затраты.
Наклонные трубы-«лежаки» плохо вписываются в пространство мансарды, могут пересекать оконные проемы, портя интерьер помещения.
«Самотек» больше подходит одноэтажным домам в местностях, характеризуемых ненадежным электроснабжением.
Однотрубная система отопления двухэтажного дома с циркуляционным насосом
Включает этажные контура с горизонтальной однотрубной разводкой, соединенные вертикальными стояками «подачи» и «обратки», Последние пространственно разнесены или объединены в двухтрубный стояк. Циркуляционный насос включается в обратную магистраль («обратку») перед отопительным котлом.
Простейшая однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой содержит два контура по 3 радиатора, показана ниже.
Расход теплоносителя по горизонтальной магистрали в N раз больше (N – число последовательно соединенных радиаторов), требемого двухтрубной схемой. «Однотрубка», имеющая одинаковое числе отопительных приборов с «двухтрубкой», оснащается циркуляционным насосом большей мощности.
В каких домах выгоден монтаж насосных однотрубных систем?
Снижение длины труб отопления относительно двухтрубных схем присуще многоэтажным жилым домам, промышленным зданиям (цехам, складам), характеризуемым длинами контуров отопления в сотни метров. Применение «однотрубки» в них реально экономит отопительные трубы. Широкое применение в индивидуальном строительстве объясняется недопониманием реального соотношения затраты-достоинства данного типа отопления заказчиками и теплотехниками-практиками.
В небольших двухэтажных домах площадью около 100 кв.м (50 кв.м – первый этаж, 50 кв.м – второй) часто монтируют «однотрубку», хорошо работающую при коротких контурах, содержащих 4-5 отопительных приборов. Большие дома со множеством радиаторов плохо подходят для однотрубных схем, хотя реально работают объекты с десятком батарей в этажном контуре, как в показанной ниже смешанной вертикально - горизонтальной однотрубной схеме.
Распространенные ошибки при монтаже
Выше изображены «ленинградские» схемы горизонтальных однотрубных этажных контуров с радиаторами, подключенными к общей магистрали двумя тройниками. Через каждый прибор протекает только часть полного объема теплоносителя, циркулирующего по контуру. Можно встретить ошибочное подсоединение без магистральной трубы (см. контур первого этажа на рис. ниже).
Такой способ подключения радиаторов отопления является предельно дешевым. На каждый радиатор приходится один фитинг для присоединения металлопластиковой трубы Ду20 или Ду25 и отрезок трубы между соседними приборами. Дешевле не придумать. Но расплата за дешевизну – плохая работа половины радиаторов. Первый их них (по ходу движения теплоносителя) нагрет до температуры 55 °С, а последний при N=6-8 нагревается всего до 35 °С, поскольку теплоноситель, проходя через радиаторы, интенсивно остывает в них.
А как работает правильно собранная схема?
При выполнении классической однотрубной схемы («ленинградской»), когда под радиаторами проложена магистральная труба, ситуация другая. Движущийся теплоноситель, встречая на своем пути первый тройник, распределяется на два потока в соответствии с величинами гидравлических сопротивлений прямого пути и бокового отвода тройника. Из-за большего гидросопротивления бокового отвода в радиатор затекает небольшая часть общего потока теплоносителя (обычный «коэффициент затекания» составляет 0,2-0,3). Эта малая часть остывает внутри батареи на несколько градусов, как показано на рисунке ниже, подмешиваясь на выходе к основному неостывшему потоку. Результирующая его температура оказывается выше, чем при пропускании всего объема жидкости через отопительный прибор.
При движении по контуру температура жидкости все равно снижается, но в меньшей степени, до температуры уже не 35 °С, а примерно 45 °С, т.е. батареи в цепочке оказываются более выровненными по нагреву. Специалисты высказывают мнение, что однотрубная схема («Ленинградка») позволяет добиться равномерного прогрева до 10-11 радиаторов в контуре (по десять секций в каждом приборе).
Как выровнять неравномерность нагрева радиаторов?
Обычный способ выравнивания их теплоотдачи при неодинаковом прогреве - постепенное наращивание тепловой мощности (или, что эквивалентно, числа секций) радиаторов по ходу движения теплоносителя в контуре. Если мощность первого в контуре отопительного прибора принять за 100 %, то у следующего она 110 %, и так далее вплоть до 150-200 % мощности у последнего (в зависимости от числа последовательных радиаторов).
При выполнении однотрубной системы отопления двухэтажного дома, схема которой включает магистральную трубу, диаметр последней берется большим. Так при выполнении подводок к радиаторам металлопластиковой трубой Ду16, для восьми-девяти отопительных приборов в этажном контуре следует брать «магистралку» с Ду40. Труба Ду32 работать будет, но устойчивость системы понизится. Это означает, что любое изменение температуры теплоносителя будет вести к ее разбалансировке, т.е. заметному изменению разности температур нагрева соседних радиаторов в контуре.
Распространены схемы «однотрубок» с обвязкой радиаторов т.наз. «байпасами», как показано на фото ниже.
Это участки меньшего диаметра, включаемые в разрывы магистрали под радиаторами, иногда еще и с устанавленным устройством регулирования расхода (игольчатым вентилем или др.). Регулировочные вентили ставятся и в одну (или в обе!) подводки к радиаторам. Получается, что вместо сплошной магистрали одного диаметра имеется труба переменного диаметра. При этом монтажники-практики ошибочно полагают, что для разветвления потока теплоносителя на две составляющих в тройнике подводки к радиатору требуется сузить основной проход для него. Это неверно, поскольку жидкость, находящаяся под давлением, заполнит любой свободный объем, встречающийся на пути ее потока.
Конечно, если в такой схеме со множеством устройств регулирования расхода постоянно заниматься ручным управлением прогревом каждого прибора, то можно-таки, тратя уйму времен, постоянно добиваться их равномерного нагрева. Но стоит ли «овчинка выделки»? Если делать «однотрубку», то присоединять радиаторы следует к магистрали неизменного большого диаметра, обеспечивая им стабильную работу при небольшом снижении нагрева приборов вдоль контура.
Заключение
Если радиаторы в однотрубной схеме присоединить к магистральной трубе с диаметром, по крайне мере вдвое превышающим диаметр подводок к ним (при соответствующем размере фитингов), то ценой таких затрат на материалы можно добиться снижения температуры в цепочке до 8-10 приборов. В двухтрубной схеме тот же результат достигается при небольшом диаметре всех труб отопления.
