Система отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома с: Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома

Схемы 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;
• установочное оборудование.

В современных газовых и электрических обогревателях автоматика и расширительный бачок встроены в конструкцию. Для твердотельных нагревателей делается защитная обвязка.

Конструктивные элементы

Элементы системы отопления

В 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 радиаторов

В 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 отопление, 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 отопительной системы заключается в преобразовании энергии сгоревшего газа, твердого (жидкого) топлива или электроэнергии в тепловую. Нагретая вода (антифриз) поступает по трубам в радиаторы, где отдает тепло помещению.

Самотечная система

Уклон труб с естественной циркуляцией в системе отопления

Функционирование 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 насосов

Для 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:

1. После подачи питания включается насос и приводит в движение теплоноситель.
2. Котел нагревает воду/тосол, а давление, создаваемое насосом, выдавливает теплоноситель в контуры.
3. Горячая вода по трубам подается к радиаторам, где охлаждается, нагревает воздух и поступает в трубы «обратки».
4. 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 подключения

При обустройстве больших зданий применяется именно двухтрубная схема. Радиаторы подключены параллельно. По расположению подводящих труб различают схемы с верхней и нижней разводкой.

Схемы подключения радиатора к верхней и нижней разводке 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 тупиковая

Тупиковая 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 теплоносителя

Петля 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 тепла

Однотрубные 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 коллектор

Если принято решение сделать двухэтажную схему отопления дома своими руками, строго соблюдают последовательность работы.

1. Расчет потребности теплоотдачи от радиаторов для каждого отдельного помещения и суммарной мощности. Информация нужна для выбора котла и количества батарей. Учитывают расположение дверей и окон относительно сторон света, площадь и степень утепления пола, стен, перекрытий.
2. Составление проекта — общего и поэтажного, согласование мест установки газового оборудования с снабжающей организацией. Распределение необходимой электрической мощности, если используется электричество.
3. Подбор и покупка котла, труб, теплообменников, комплектующих для сборки единой системы.
4. Разводка трубопроводов.
5. Сборка одиночного контура, опрессовка.
6. Первый пуск и наладка, устранение течи.

При дальнейшей эксплуатации в рабочем режиме выполняются следующие виды работ:

• очистка всех узлов от пыли и грязи;
• своевременное устранение течи;
• сдувание радиаторов при понижении температуры отдельных устройств;
• проверка давления, своевременная доливка охлаждающей жидкости;
• поддержание уровня жидкости в системе в течение всего года, в том числе в межтопливный период.

Знание возможных схем оборудования двухэтажного дома с отоплением поможет сделать правильный выбор, контролировать ход монтажных работ и в дальнейшем правильно реагировать на возникшие неисправности.

Самая эффективная система отопления для строительства нового дома

В предыдущем блоге мы обсуждали выбор правильного котла в ситуации замены. Точно так же, как выбрать наиболее эффективную систему отопления для нового дома?

Существует множество систем отопления на выбор. Наилучшее решение зависит от множества факторов. К счастью, многие факторы зависят от вещей, которые вы уже приняли во внимание при определении специфики вашего нового дома. Например: Как долго я буду в этом доме? Насколько важны комфорт и энергоэффективность? Важна ли для меня цена перепродажи этого дома? Какое напольное покрытие будет использоваться во всем доме? Насколько длинные и холодные зимы в моем регионе?

Опции системы отопления

Основные опции системы отопления:

• Электрический плинтус
• Геотермальная энергия (тепло из грунта)
• Печь (с принудительной подачей воздуха)
• Тепловой насос (подача воздуха)
• Плинтус с оребрением (водяной нагреватель)
• Панельные радиаторы (водяное отопление)
• Теплые полы (водяное отопление)

Водяные системы отопления используют горячую воду из котла для обогрева вашего дома. Эти системы, как правило, считаются лучшим выбором и предлагают наибольшую гибкость с точки зрения вариантов отопления и возможности подключения производства горячей воды для бытовых нужд в одну и ту же систему.

Если вы надеетесь построить дом как можно дешевле или если комфорт и эффективность не являются приоритетом, гидроническая система может быть не лучшим вариантом, поскольку она, как правило, требует более высоких первоначальных затрат, а дивиденды выплачиваются позже. Во всех других ситуациях, когда важны комфорт, эффективность, эксплуатационные расходы, долговечность, тихая работа и стоимость дома, вам следует обсудить возможность установки водяной системы отопления со своим строителем или профессиональным подрядчиком по ОВКВ. Это особенно актуально при наличии природного газа и в регионах с умеренными и суровыми зимами.

Давайте углубимся в основные параметры системы отопления.

Электрические плинтуса и геотермальные – две крайности

Учитывая затраты на установку и ежемесячные расходы, электрические плинтуса и геотермальные представляют собой две крайности спектра. Электрические плинтусы недороги в установке и обладают некоторыми из тех же преимуществ, что и плинтусные радиаторы с горячей водой. Где они отстают, так это в сезонных операционных расходах. Ежемесячные затраты на обогрев дома такой системой отопления в районе с более холодными зимами исключительно высоки. Дома с такой системой отопления также, как правило, имеют более низкую стоимость при перепродаже по сравнению с аналогичными домами с более традиционными системами.

Геотермальные системы отопления также используют электричество для циркуляции тепла, но ежемесячная стоимость очень низкая. Это в основном потому, что они используют небольшое количество электричества для циркуляции тепла от постоянного источника, который заперт глубоко в земле. Хотя это кажется идеальной концепцией с точки зрения окружающей среды и затрат, у нее есть некоторые существенные недостатки. Первоначальная стоимость одной из этих систем исключительно высока – почти в два раза больше, чем стоимость высококлассной водяной системы отопления. Хотя эти системы не используют обычное топливо в качестве источника тепла, существуют опасения относительно того, насколько они на самом деле «зеленые». Они требуют глубокого бурения, чтобы получить доступ к теплу под землей, и этот процесс также может привести к выбросу парниковых газов, которые в противном случае были бы заперты в земле. Кроме того, эти системы не могут быть установлены везде — они зависят от наличия подземных геологических условий и местных норм, разрешающих глубокое бурение.

Реалии систем воздушного отопления

Если вы жили в доме с принудительным воздушным нагревом, вырабатываемым печью или тепловым насосом, вы, вероятно, знакомы с движением воздуха. Воздух забирается из дома через возвратные воздуховоды, нагревается оборудованием HVAC и направляется обратно в жилое помещение через приточные воздуховоды.

Несмотря на то, что системы принудительной вентиляции подают теплый воздух в жилые помещения, они не нагревают помещение полностью. Часто в домах с принудительным воздушным отоплением можно обнаружить холодные и/или более теплые участки. Эффективно управлять потоком воздуха из печи, чтобы сбалансировать холодные и теплые участки в доме, очень сложно и довольно неточно. Кроме того, может быть заметен чрезмерный шум от вентиляторов, заслонок и вентиляционных отверстий.

Системы принудительной вентиляции также осушают воздух в помещении. Это одна из причин, по которой зимой многие люди борются с сухостью кожи или потрескавшимися губами. Движение воздуха в доме также может вызывать и распространять аллергены, пыль, перхоть и микробы. В результате общая эффективность нагрева вашей печи или теплового насоса в вашем новом доме может быть неоптимальной.

Преимущества водяного отопления

Одним из основных преимуществ водяных систем отопления является то, что они не требуют циркуляции воздуха в доме. Гидравлические системы обогревают помещение с помощью теплой массы, такой как радиатор или теплые полы. Из-за этой массы и того факта, что вода является гораздо лучшим проводником энергии, чем воздух, холодные точки в доме гораздо меньше влияют на правильно спроектированную гидравлическую систему.

Радиаторы и системы лучистого пола обогревают помещение двумя способами: теплопроводностью и излучением. Например, представьте себе котел, который подает и циркулирует горячую воду через различные радиаторы дома. Затем радиаторы нагревают воздух, с которым он сталкивается, за счет теплопроводности. Он проводит энергию (тепло) в воздух. Этот воздух, поскольку он теплее окружающего воздуха, имеет тенденцию подниматься вверх.

А радиация? Радиация нагревает все в пространстве независимо от воздуха. Подумайте о кружке горячего кофе. Возьмите его и держите в одной руке. Теперь поместите другую руку на несколько дюймов ниже кружки. Несмотря на то, что воздух, нагреваемый за счет теплопроводности, поднимается вверх, вы все равно можете ощущать тепло от нижней стороны кружки. Это радиация на работе. Таким образом, радиатор нагревает воздух, людей и предметы в доме за счет излучения.

А кондиционер?

Одна из основных причин, по которой системы принудительной вентиляции обычно считаются выбором по умолчанию для новостроек, связана с использованием кондиционеров в летние месяцы. На первый взгляд может показаться, что и отопление, и кондиционирование воздуха подаются в салон по одним и тем же воздуховодам. Это стоит меньше, верно?

Да, как правило, при строительстве нового дома установка обычной системы вентиляции и кондиционирования обходится дешевле. Однако в конечном итоге это может стоить дороже. Причина в эффективности; теплый воздух поднимается вверх, а холодный опускается.

Как правило, перед установкой системы принудительной вентиляции принимается решение, что в новой постройке предпочтение отдается либо отоплению, либо кондиционированию воздуха с установкой вентиляционных отверстий. Они либо в полу (в пользу тепла), либо в потолке (в пользу кондиционера). Во всех районах с умеренными и суровыми зимами вентиляционные отверстия будут в полу, потому что тепло поднимается вверх. В летние месяцы система кондиционирования воздуха будет использовать те же вентиляционные отверстия в полу, чтобы накачивать прохладный воздух в жилое помещение. Это будет зависеть от системного вентилятора, который будет доставлять холодный воздух до верхней части жилых помещений, чтобы обеспечить комфорт. Это означает длительные и частые циклы, более высокие счета за охлаждение и дополнительную нагрузку на оборудование.

Если вы хотите, чтобы кондиционер дополнял водяную систему отопления, выходные вентиляционные отверстия должны быть в потолке, а не в полу. Прохладный воздух будет рассеиваться более равномерно и естественным образом рассеиваться в жилом пространстве, потому что холодный воздух падает. Это должно привести к сокращению времени цикла, снижению затрат на охлаждение и снижению нагрузки на оборудование.

Типы гидравлических систем  

Ниже приведен краткий обзор первичных гидравлических систем. Размер гидравлической системы практически не ограничен. На самом деле, перечисленные ниже предметы можно смешивать и сочетать в одном доме.

• Плинтус с оребрением

Радиаторы с медными ребристыми трубками (обычно называемые плинтусными радиаторами, не путать с электрическим плинтусом), вероятно, являются наиболее распространенным применением водяного отопления в жилых помещениях. Они экономичны, просты в установке и обеспечивают превосходный комфорт, которым славятся гидравлические системы.

• Чугунные радиаторы

Когда люди думают о чугунных радиаторах, они сразу же думают о старых стоячих радиаторах, типичных для старых домов на северо-востоке. Однако чугунные радиаторы можно использовать и в новостройках, особенно когда владелец ищет винтажную атмосферу. Эти проверенные временем радиаторы служат практически вечно и прекрасно сочетаются с современными котловыми технологиями.

• Чугунный плинтус

Чугунный плинтус встречается реже, чем стоячие чугунные радиаторы, но не менее хорош. Система плинтуса из чугуна может быть фантастическим выбором. Он будет иметь более высокую начальную стоимость, чем плинтус с ребристыми трубками, но обеспечит долговечность и очень величественный вид.

• Панельные радиаторы

Панельные радиаторы бывают самых разных размеров, форм и областей применения. Они обычно вешаются на стену и выглядят очень современно. Панельные радиаторы часто используются в Европе. Панельные радиаторы также могут служить вешалками для одежды и держателями для полотенец в зависимости от области применения и желаемого использования.

• Теплый пол

Если вы желаете иметь самую удобную систему отопления, которую можно купить за деньги, вам следует подумать об установке внутрипольного лучистого тепла. Теплый пол состоит из водяных труб, установленных под полом. Это может быть бетонная плита, система направляющих или прибитая снизу к нижней стороне чернового пола. При правильном проектировании и установке Radiant может работать с любым напольным покрытием. Из-за трудозатрат напольные системы, как правило, являются одним из самых дорогих применений водяного тепла. Однако представьте себе, что вы гуляете зимой без носков и с теплыми ногами!

Дополнительные преимущества горячей воды для бытовых нужд

Вы можете легко добавить водонагреватель косвенного нагрева к любой водяной системе отопления. Водонагреватель с непрямым нагревом, также называемый косвенным баком или боковым баком, представляет собой водонагреватель, который не имеет собственного автономного нагревательного элемента. Эти изолированные резервуары содержат теплообменник, который позволяет домашнему котлу обеспечивать все необходимое для дома горячее водоснабжение (ГВС). ГВС — это горячая вода, используемая для душа, раковин, посудомоечных и стиральных машин.

Преимущества бака косвенного нагрева по сравнению с обычным водонагревателем включают в себя более быстрое восстановление (скорость, с которой устройство производит горячую воду), более низкие эксплуатационные расходы и меньшее техническое обслуживание.