+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Котлы электрического отопления двухэтажного дома


Схема отопления двухэтажного дома - обзор вариантов

Система отопления является важнейшей инженерной системой жизнеобеспечения любого дома. Ее предназначением является возмещение теплопотерь и создание определенного температурного режима, который нужен прежде всего для проживающих в доме людей, но не стоит недооценивать и того фактора, что эффективная система отопления призвана обеспечить, в том числе, стойкость и долговечность строительных конструкций.

Расчет и проектирование лучше доверить инженерам-теплотехникам, которые оценят теплопотери, дадут рекомендации по утеплению дома, а также сделают детальный расчет, что позволит избежать излишних расходов на дорогостоящее оборудование. Но выбор схемы отопления двухэтажного дома может сделать сам заказчик, исходя из многолетнего опыта функционирования различных систем.

Схема отопления двухэтажного дома

Классификация отопления

Виды источников тепловой энергии — теплогенераторов

Прежде чем выбирать ту или иную схему отопления, полезно узнать уже существующие виды и какой из них подойдет для конкретно решаемой задачи. Известно, что основным источником тепла являются различные виды теплогенераторов, в качестве которых могут выступать:

  • Печи и камины. Этот вид отопления когда-то был основным, но сейчас используется все реже из-за высокой стоимости топлива (дров и угля) и невозможности эффективно управлять температурой в доме. В некоторых регионах, где отсутствует газоснабжение, этот вид отопления является безальтернативным выбором.

Печи и камины до сих пор используются в загородных домах

  • Различные виды отопительных котлов, которыми могут быть: газовые, твердотопливные, жидкотопливные, электрические, — в зависимости от наличия доступа к различным энергоносителям и их стоимости.
  • Альтернативные источники энергии. В эту категорию относятся: геотермальная энергия, получаемая тепловыми насосами, а также солнечная, которую преобразуют в тепловую солнечные коллекторы. Такой вид отопления находится в стадии бурного развития и пока применяется в нашей стране достаточно редко из-за высоких цен на оборудование.

Перспектива будущего — энергонезависимые дома

  • Инфракрасное отопление. Источниками тепла являются специальные инфракрасные излучатели, которые используют в большинстве случаев электрическую энергию. Тепловая энергия при таком отоплении доставляется непосредственно «адресату» путем излучения. Для обогрева больших помещений или помещений с малой периодичностью появления в них людей инфракрасное отопление будет прекрасным выбором.

В некоторых ситуациях будет разумно сочетать различные виды теплогенераторов для отопления. Например, если имеется дачный дом, куда семья приезжает только на выходные. В этом случае будет разумно иметь газовый котел для основного отопления и электрический – для предотвращения замерзания зимой воды в системе и поддержания минимальной допустимой температуры в доме.

Виды теплоносителей

Любая система отопления должна перенести тепло, сконцентрированное в теплогенераторе до того теплового прибора, который обогревает конкретное помещение. Это делается при помощи теплоносителя, которыми могут быть:

  • Воздух, который используется при отоплении печами, каминами, а также различными электрическими нагревателями. Ввиду того что воздух имеет низкую плотность, теплоемкость и коэффициент теплоотдачи, он сильно уступает жидкостным теплоносителям.
  • Вода является практически идеальным теплоносителем в силу того, что обладает высокой теплоемкостью, плотностью, коэффициентом теплопередачи, и химической инертностью. Воду, подогретую котлом отопления, транспортируют к тепловым приборам при помощи системы трубопроводов.

В большинстве современных систем отопления в качестве теплоносителя применяют воду или различные антифризы, являющимися водными растворами этиленгликоля, пропиленгликоля или их комбинаций. Такое свойство как стойкость к незамерзанию при низких температурах может быть полезно в системах отопления таких домов, где не планируется проживание людей постоянно в зимнее время. В тех домах, где отопление будет работать всю зиму, применение антифризов экономически нецелесообразно.

Различные антифризы плохо «уживаются» с алюминиевыми радиаторами, некоторыми уплотнениями и трубами. Помимо этого теплоносители с содержанием этиленгликоля ядовиты. Поэтому использовать такие составы нужно только в тех случаях, когда без них просто не обойтись..

Виды отопительных приборов

Отопительные приборы можно разделить на два основных класса:

  • Радиаторы – в переводе с латинского они переводятся как «излучатель», то есть такой прибор, который тепло передает в виде инфракрасного теплового излучения. Однако современные радиаторы не являются чисто излучателями, а еще передают часть тепла в виде конвекции, но свое название они сохранили.
  • Конвекторы – передача тепловой энергии в помещение происходит за счет нагрева воздуха, а он уже отдает ее всем окружающим объектам. Такие отопительные приборы имеют медные (реже стальные) трубки, окруженные ребристыми теплообменниками. Воздух, попадая в теплообменник, нагревается его пластинами и поднимается, уступая место более холодному. Для того, чтобы воздухообмен был эффективным, вся конструкция конвектора помещена в специальный кожух.

В современных системах широко применяют еще  такой способ отопления как «теплый пол» или «теплые стены», которые по своей сути представляют собой большой радиатор, передающий «львиную долю» тепла в виде излучения, а это повышает комфорт и позволяет снизить температуру воздуха в помещении примерно на 2 градуса, что ведет к экономии топлива примерно на 12%.

Типы радиаторов отопления

В системе отопления двухэтажного дома могут быть использованы совершенно разные типы радиаторов, в зависимости от решаемых задач, площади помещения, проектных данных, предпочтений. Радиаторы можно разделить на несколько типов:

  • Чугунные секционные радиаторы – те, которые мы привыкли видеть в квартирах и домах старой постройки. Они имеют большую массу и высокую тепловую инерционность, но зато нетребовательны к качеству теплоносителя, не подвержены коррозии, имеют высокую теплоотдачу. Такие радиаторы отлично вписываются в любой интерьер, особенно классический.

Чугунные секционные радиаторы — нестареющая классика

  • Алюминиевые секционные радиаторы – прекрасный выбор для автономных систем отопления, но они более чувствительны к качеству теплоносителя, не терпят прямого контакта с медными трубами. Такие радиаторы прекрасно вписываются в любые интерьеры.

Алюминиевые радиаторы: современный дизайн

  • Биметаллические секционные радиаторы представляют собой сочетание стальных или медных трубок, по которым циркулирует теплоноситель и алюминиевую поверхность, отдающая тепло в помещение. Такие радиаторы нетребовательны к теплоносителю, выдерживают высокое рабочее давление, внешне практически неотличимы от алюминиевых.
  • Стальные панельные радиаторы – это цельная конструкция из проштампованной и сваренной листовой стали. Такие радиаторы имеют только два резьбовых подключения к системе отопления, что повышает их надежность. Высокая теплоотдача, малый вес, низкая инерционность, эстетичный внешний вид, — все это сделало их самыми популярными в автономных закрытых системах отопления домов.

Панельные радиаторы: отличный выбор для современных систем отопления

Помимо перечисленных моделей производители еще выпускают различные дизайнерские модели, к которым можно отнести цельнолитые чугунные, стальные трубчатые и даже керамические. Высокая цена на эти приборы объясняется тем, что дизайнерские амбиции в них преобладают над инженерной рациональностью.

Схемы отопления двухэтажного дома

Количество реализаций системы отопления двухэтажного дома бесконечно, так как зависит от многих факторов: размеров дома, наличия бесперебойного электроснабжения, постоянства проживания в доме людей и т. д. Поэтому будет разумно рассмотреть несколько типовых схем, которые доказали свою эффективность.

Схема отопления дома с естественной циркуляцией

Название такой системы само говорит за себя – циркуляция теплоносителя в системе отопления происходит за счет естественных природных процессов. Работу такой системы можно рассмотреть на рисунке.

Система с естественной циркуляцией

Вода, подогретая в теплообменнике котла, уменьшается в плотности и вытесняется более холодной и плотной водой их обратной линии. Именно эта разница весов горячей и охлажденной воды обеспечивает циркуляцию в системе отопления. В самой верхней точке стояка горячей воды оборудуется расширительный бак, который дает воде расширяться при нагревании, позволяет контролировать уровень воды в системе и при необходимости производить подпитку. Кроме этого, весь воздух, который неизбежно будет присутствовать в системе, будет выходить в расширительный бак.

Разводящие трубопроводы и обратные линии, называемые еще лежаками, для облегчения циркуляции воды всегда делают под уклонами: верхний лежак  к радиаторам, а нижний –  к котлу. В такой системе котел должен находиться в самой нижней точке. Подачу теплоносителя на радиаторы делают через стояки горячей воды, а слив охлажденной через обратные стояки.

Один из вариантов реализации двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией представлен на следующей схеме.

Один из вариантов реализации гравитационной системы отопления в двухэтажном доме

Следует обратить внимание в этой схеме на большое количество трубопроводов и их высокий условный проход — dу. 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.

Циркуляционный насос: сердце современной системы отопления

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

Калькулятор расчета производительности насоса
Перейти к расчётам
Калькулятор расчета создаваемого напора теплоносителя
Перейти к расчётам
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.

Однотрубная система отопления — надежная, но устаревшая

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.

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома

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.

  • 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.
Видео: Варианты радиаторных систем отопления

stroyday.ru

Схема отопления 2х-этажного частного дома

Обустройство системы отопления двухэтажного частного дома требует грамотного подхода, так как от этого показателя зависит главное, чего требует любой житель коттеджа — комфорта. Сегодня всё более и более становятся популярными воздушные и электрические системы отопления. Но под электрическими подразумеваются не стандартные обогреватели или тёплые полы, а те, которые работают на альтернативных источниках энергии типа солнечных батарей.

Стандартная схема разводки

Обычно такая схема предполагает использование труб из металлического пластика — так могут рассказать в проектно-инженерных бюро. Однако эти трубы можно легко заменить на полипропиленовые или даже медные. Что интересно, сегодня медные трубы вновь стали востребованными.

Дело в том, что несмотря на все их недостатки, включая дороговизну, они обладают весьма существенным преимуществом: теплоноситель, циркулирующий по медным трубам и радиаторам, не нуждается в замене долгие и долгие годы. По сути, можно один раз залить — и всё, на всю жизнь хватит!

Стандартная схема разводки системы отопления в двухэтажном доме

Фитинги, различные фасонные системы, соединители и прочие комплектующие соединяются только в зависимости от угла своего наклона и взаимного расположения от друг друга. Такая схема разводки обычно требует и использования различных кранов: начиная от шаровых и заканчивая радиаторными (все они прямые).

После того как произойдёт расчёт согласно схеме, рассчитывается и необходимое количество радиаторов и их секций. Последние крепятся на специальные кронштейны. Соответственно, чем секций будет больше — тем больше понадобится и кронштейнов (или другой фурнитуры, которая может их заменить).

Не стоит устанавливать большее количество секций радиаторов, чем надо: это увеличит расход энергии, а эффект будет минимальным.

Верхняя и нижняя разводка

В доме, где есть и подвальное помещение, и чердак можно использовать одну из двух разновидностей разводки: верхнюю или нижнюю. Разумеется, что практически в любом 2х- этажном доме и чердак, и подвал будут иметься.

Особенности разводок, в зависимости от их типа:

  1. При верхней подача теплоносителя будет осуществляться с чердака, попадая в распределитель, а затем спускаясь по трубам;
  2. При нижней теплоноситель, соответственно, будет подаваться из подвального помещения, протекая вниз.

Конечно, кажется логичным, что проще всего использовать именно верхнюю разводку, ведь в этом случае и насос будет наименьшей мощности, и сам теплоноситель циркулировать гораздо быстрее.

Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой

Однако это смотря с какой стороны посмотреть: верхняя разводка будет неактуальна, например, если в доме установлена мансарда (жить в «объятиях» отопительного котла — это то ещё удовольствие, надо отметить), да и если случится протечка, то зальёт полностью весь дом. Стоит ли так рисковать?

Сразу стоит сказать, что под теплоносителем не всегда подразумевается вода: сейчас многие владельцы частных домов используют и антифриз (на выбор нижней или верхней разводки это никак не повлияет).

Но в любом случае есть 2 правила, которые применяются независимо от выбранного типа:

  1. Расширительный бак всегда и при любых условиях должен быть установлен именно в самой верхней точке всей отопительной системы;
  2. Котёл располагается всегда снизу.

    Схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой (естественная циркуляция)

Двухтрубная и однотрубная отопительная система

Выбор между однотрубной и двухтрубной системой отопления при строительстве домов являлся самым сложным решением для владельца. Системы существенно различаются между собой, причём каждая имеет по одному существенному достоинству и одному такому же недостатку.

Для небольших домов лучше предпочесть именно двухтрубную систему отопления.

Схема устройства однотрубной системы отопления

Краткая характеристика двух типов отопительных систем:

Пластиковые трубы — оптимальный вариант для современной отопительной системы
  1. Однотрубная, как несложно догадаться, требует использования только одной централизованной магистрали (трубы), независимо от того, какое вид отопления используется: водяное котельное, печное, газовое, паровое, использованием электрического котла или без него и так далее. Но есть одна проблема: уже охлаждённый теплоноситель попадает в ту же трубу, с которой и был подан, оп основному стояку. Получается, что самые нижние радиаторы будут гораздо холоднее первых. Следовательно, увеличится и их обогревающая площадь, что ни есть хорошо (здесь подразумевается то, что для такой системы отопления понадобится гораздо большее количество радиаторов, батарей);
  2. Двухтрубная требует сложных технических условий при своём монтаже, однако более эффективна. Остывшая и горячая вода циркулирует по разным магистралям, никак не соприкасаясь и друг другу абсолютно не мешая. Получается, что все батареи прогреваются равномерно, а тепло не уходит просто так;
  3. В общем, однотрубная — дешёвая, но далеко не самая эффективная; двухтрубная — дорогая и сложная, но очень эффективная. Дилемму придётся решать уже непосредственно самому владельцу здания, тут уже ничего не поделаешь.

Монтажа системы при планировании тёплого пола

Основные нюансы, которые необходимо учитывать при планировании монтажа тёплого пола:

При монтаже тёплого пола обязательно надо учитывать тип последующей отделки
  • Очень важное правильно подбирать напольное покрытие. Очень! Например, если поверх тёплого пола будет положена стяжка (а она обязательна и в любом случае будет), а сверху стяжки 10-сантиметровый паркет — то зачем тогда вообще нужен этот тёплый пол, если КПД подобной системы будет равен нолю? Все подобные моменты обязательно необходимо учитывать;
  • Трубопровод тёплого пола всегда и при любых обстоятельствах монтируется исключительно в стяжке самого пола. Тогда обычно люди задаются вопросом: а какая должна быть её толщина? Но ответить на этот вопрос специалисты смогут только в том случае, если будут владеть информацией обо всех исходных параметрах самого дома и требуемой для отопительной схемы мощности;
  • Даже если на первом этаже тёплый пол планируется установить только в некоторых частях, проводить теплоизоляцию придётся по всей поверхности пола, иначе тепло будет уходить в подвал, тем самым расходуя энергию фактически в никуда и понижая КПД целиком всей системы. Конечно, это при условии, что в подвальном помещении нет жилых комнат или не содержаться какие-либо животные. Для второго этажа данное условие необязательно;

Кстати, любая схема водоснабжения будет работать эффективнее, если будет обладать естественной, а не принудительной циркуляцией, что крайне важно. А сильно ли различаются системы отопления?

Например, в чём будет отличие системы отопления одноэтажного кирпичного частного дома с наличием полипропиленовых труб (трубы из полипропилена сейчас популярны) от двухэтажного деревянного, который отапливается электрокотлом?

Разница будет существенная, ведь здесь надо будет определять, как правильно провести подключение системы отопления (для каждого типа дома — по-разному), возможно ли это сделать своими руками, можно ли в частном доме подключать устройства, обладающие очень большой мощностью?

Общая схема устройства тёплого пола в доме

В любом случае система отопления в одноэтажном доме априори будет проще с технической точки зрения, чем в домах с двумя и более этажами. А если брать огромные дома, площадь которых начинается от 500 м², то там всё настолько сложно и совершенно запутано, что кажется, даже физик-ядерщик сразу не разберётся, куда вставлять тот или иной фитинг и при помощи каких насосов циркулирует вода или какой-то другой теплоноситель.

Видео

Можете посмотреть видео, где специалисты рассказывают о том, как осуществить монтаж системы отопления в двухэтажном доме и организовать коллекторное отопление.

fastbuildings.ru

Эффективная схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Комфорт в частном двухэтажном доме напрямую зависит от его коммуникаций, среди которых отопительная система играет одну из важных ролей. Данная коммуникация создана для поддержки оптимальной температуры, уменьшения потерь тепла и сохранности самого строения. Схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией является одной из составляющих инженерного проекта здания. Рассмотрим, каким образом работает отопительная система двухэтажного дома, и какие схемы разводки являются наиболее эффективными.

Из каких элементов состоит отопительная система?

Центром отопительной системы в двухэтажном доме является теплогенератор, доводящий теплоноситель до оптимальной температуры, и исходя из технических характеристик, поддерживает требуемую температуру постоянно. В современных частных двухэтажных домах чаще всего используют практически все типы обогрева, а иногда комбинируют вместе 2-3 типа. Достаточно распространены отопительные котлы.

Котлы способны работать на коксе, угле, дровах, дизельном топливе, дровах, торфе, пеллетах, природном газе и электроэнергии. Топливо выбирают исходя от его доступности. Более 70% предпочитают газовые котлы. Котел, работающий от электричества (конвектор), используют как резервный либо комбинированный вариант, и его заранее вносят в проект отопления двухэтажного дома.

Теплоносители в системе отопления частного коттеджа: вода, антифриз или электролит для электродных котлов проточного типа. Вода обладает более высокой теплоемкостью и плотностью, но в зимний период требуется поддержание постоянной температуры в помещении. Люди, которые используют дом в зимний период нерегулярно, в качестве теплоносителя предпочитают использовать антифриз.

Антифриз с его вязкостью, коэффициентом расширения и теплоемкостью замедляет процесс теплообмена и снижает теплосъем радиаторов. В случае использования в качестве теплоносителя «незамерзайки» нужно увеличить проходное сечение системы и мощность насосов.

Важно! В случае наличия этиленгликоля в антифризе, его использование в котлах двухконтурного типа ограничивается. Некоторые присадки разрушают детали из полипропилена, чугуна, цветных металлов и резины.

Обогревательный прибор представляет собой стальной, чугунный комбинированный или анодированный радиатор, задача которого отдавать свое тепло тем самым обеспечивая в помещении оптимально комфортную температуру.

Теплоотдача и инерционность зависят от размеров и материала, из которого изготовлен прибор. Длину радиатора изменяют, регулируя нужное количество секций. Воздухоотводчик (кран Маевского) и вентиль-терморегулятор устанавливаются на входе теплоносителя в обогревательный прибор, для обеспечения равномерного расчетного теплосъема. Запорный вентиль монтируется на отводящем патрубке нужен для технического обслуживания.

Необходимое количество радиаторов (I) вычисляют по формуле:

I=S*k1*k2*k3*k4*100/P (шт), где: S — площадь помещения, (м2); P — паспортное значение мощности одной секции, (Вт); k1 — повышающий коэффициент на стеклопакеты; k2 — понижающий коэффициент потерь, который зависит от площади наружных стен; k3 — зависимый коэффициент от конструкции и утепления кровли (с чердаком или без); k4 — зависимый коэффициент от высоты потолка (k4 = 1, при h = 2,5 м), чем выше межэтажное пространство, тем большее значение поправки.

Задачей трубопровода является распределение, передача и возвращение теплоносителя в котел. Движение потока может быть заторможено шероховатостью внутренней поверхности, изменением диаметров проходного сечения, поворотов. Способ циркуляции (естественной или принудительной) определяется величиной гидравлического сопротивления.

Трубная обвязка (замкнутый контур) обеспечивает герметичность системы. Мощность котла зависит от расхода теплоносителя, который определяется внутренним радиаторный объемом, емкости теплообменника и наполнения участков трубопровода. Для монтажа отопительных систем частного дома используются бесшовные и полипропиленовые трубы с минимальным внутренним сопротивлением.

Расширительный бачок закрытой системы отопления или открытой есть в наличии во всех типах отопительных системах частного дома. Давление, создаваемое в трубопроводе циркуляционном насосом или силой гравитации, изменяет температуру кипения теплоносителя.

Самопроизвольный скачок напора может спровоцировать резкое вскипание воды, а так же выделение растворенных газов и многократное увеличение объема, что ведет к разрушению элементов системы отопления. Расширительный бачок позволяет предотвратить подобные проблемы.

Монтаж запорной арматуры в отопительной системе дает возможность отключить участок системы или оборудование для того чтобы была возможность провести профилактику, ремонт либо замену. На стояки монтируют шаровые вентили до и после насосов, коллекторов, котла и бойлера.

К предохранительной арматуре относятся обратный и предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик и балансировочный вентиль. Их задача состоит в том чтобы защитить трубопровод от дросселирующих потоков и гидроударов. Отсекающий клапан прекращает подачу топлива в момент срабатывания датчиков газоанализаторов, отключении электроэнергии и остановки циркуляции через теплообменник.

Регулирующая арматура (электронный или электромеханический регулировочный вентиль, кран-терморегулятор) должна выравнивать показатели в системе отопления. Основным условием для арматуры и соединительных деталей в системе теплоснабжения – фитинг должен обеспечить проходимость теплоносителя с наименьшими потерями напора и герметичностью разветвлений, поворотов и переходов диаметра.

Гидрострелка и распределительный коллектор снижают потери, разделяют гидравлические контуры, увеличивают проходимость и распределяют теплонагрузку. Также служат местом для монтажа измерительных приборов отвечающих за безопасность (датчиков тепла, расходомеров, манометров, термометров). Задачей термодинамической стрелки является обеспечение удаления растворенных газов и взвешенных частиц из теплоносителя.

Задачей циркуляционного насос в отопительной системе является обеспечение движение потока нагретой воды по замкнутому контуру, из-за этого высота дома не влияет на мощность насоса. В «мокрых» циркуляционных насосах ротор с рабочим колесом располагается в отопительном трубопроводе. В качестве смазки и охлаждения деталей двигателя является рабочая среда. Принцип работы и функциональные особенности насосов зависят от мощности, подачи, КПД и напора.

Циркуляционный насос монтируют обычно на обратном трубопроводе перед котлом или выносят нагнетатель давления на байпас. Инструкцию по монтажу и эксплуатации прибора разрабатывает производитель.

Эффективность системы с принудительной циркуляцией

Функционировать в полную силу большая часть современных отопительных систем способна только при создании индивидуальной искусственной циркуляции, такой при которой теплоноситель движется по системе благодаря работе циркуляционного насоса.

Для того чтобы устроить принудительную циркуляцию отопления двухэтажного строения, есть некоторые предпосылки:

  • монтаж трубопровода меньшего диаметра, что облегчает общую сборку разводки;
  • обеспечение зональной регулировки (совместно либо вместо общей);
  • наличие 2-го и выше этажей никоим образом не влияет на обогрев;
  • снижение температуры теплоносителя без изменений параметров теплоотдачи;
  • возможность использовать недорогих пластмассовых труб.

К недостаткам относится наличие электропитание – возможны перебои, но этого легко избежать, при использовании резервных ИБП. Проблема более громкого шума, решается при помощи укладки шумоизоляции в бойлерной.

Наиболее подходящим местом врезки циркуляционного насоса там, где температура падает до минимума, то есть перед котлом на обратной линии.

Естественная схема циркуляции – альтернативный вариант.

На данный момент автономные системы отопления с гравитационной циркуляцией, то есть работающей исходя из естественных законов физики, встречаются довольно редко. Принцип работы объясняется разницей плотности холодной и нагретой воды и наличие дополнительного контролирующего устройства – расширительного бака, монтируемый в верхней части стояка с горячей водой.

Особенность сети естественного типа является расположение под наклоном горизонтальных труб (разводящих и обратных) и расположение котла – его монтируют максимально низко. Подача теплоносителя осуществляется через расширительный стояк, сброс остывшей воды(или антифриза) – через обратный.

Если вы задумаетесь над тем, как правильно сделать отопление частного дома своими руками, то помните, что плюсами гравитационной схемы является независимость от электропитания, простота установки, отсутствие шума, которое производит циркуляционный насос.

Однотрубная и двухтрубная разводка

Выбор вида разводки отопления и теплоносителя происходит во время разработки проекта. Однотрубная система отопления работает по принципу последовательного подключения радиаторов в разводке контура отопления. Термодинамика процесса основывается на увеличенном диаметре трубопровода ( не меньше 32 мм), уклон прямых участков(0,5 % длины) и превышении оси радиатора над центральной линией котла(Н).

Саморегуляция в контуре происходит из-за различия температур между первым/последним радиатором и силе гравитации. Поток идет поочередно через каждый отопительный прибор (обратка предыдущего радиатора является подачей следующего). Температура снижается по мере удаления от источника тепла, а плотность воды наоборот, увеличивается.

Такая разводка, обычно, используют для систем с естественной циркуляцией:

В двухтрубной системе отопления разделены на подающую магистраль и обратный трубопровод. Разводка в две трубы повышает КПД системы, уменьшает тепловые потери и гидравлическое сопротивление. Двухтрубный контур определяет параллельное подключение входного и выходного патрубков отопительного прибора. Температура теплоносителя в радиаторах выравнивается, удаленность от источника тепла не влияет на нагрев.

Монтаж вентилей и кранов терморегуляторов позволяет производить замену или ремонт без отключения системы. Добавив гидравлический модуль(стрелка с компланарным коллектором) в двухтрубную систему, можно разделить контуры радиаторы(высоконапорный), теплых полов( низконапорный) и горячего водоснабжения. Минусов при правильном теплотехническом расчете в системе нет.

При нижней подаче в схеме разводки отопления двухэтажного дома подразумевается врезка стояков отопления в кольцо первого этажа (подвала и техподполья). Во время двухтрубной нижней разводки разводящая цепь (подача) прокладывается совместно с кольцом обратки. Теплоноситель движется вверх, проходит через радиаторы, и по стоякам обратки опускается собирающий трубопровод, по которому возвращается в котел.

Стояки подачи поднимают выше радиаторов второго этажа объединив воздушной линией, которая оборудована автоматическим клапаном для удаления воздуха из системы. Каждый отопительный прибор оборудуется краном Маевского.

Верхняя разводка отличает направление движения рабочего потока (сверху вниз). Главный стояк (труба, поднимающаяся от котла, через межэтажные перекрытия в центральный расширительный бак) подает теплоноситель в кольцо либо в тупиковые участки верхней разводки.

С чердака опускаются подающие стояки, которые подают в радиаторы горячую воду. Вертикальные стояки собирают теплоноситель в обратный трубопровод, который возвращает теплоноситель в котел.

Верхняя разводка используется в южных областях России. В северных и центральный областях данный метод подачи и распределения теплоносителя требует обустройства теплого чердака.

Двухтрубная вертикальная система (с одновременно нижним и верхним способом подачи) требует проведения постоянной балансировки. При выполнении условий наладки обладает гидравлической и температурной стабильностью при выполнении условий наладки.

Основой горизонтальной двухтрубной системы отопления двухэтажного дома является коллекторное подключение радиаторов отопления. Гребенка располагается в специальном шкафу заводского изготовления. Полипропиленовые элементы системы укомплектовываются производителем.

Исходя из этого, наиболее эффективной для двухэтажного частного дома считается двухтрубная система отопления с жидким теплоносителем, оборудованные газовым или электрическим котлом и циркуляционным насосом. Комбинированные системы более результативные, подбор источников тепла зависит от этажности и самой конструкции строения. В любом случае, для того чтобы составить индивидуальную схему рекомендуется проконсультироваться со специалистом, и сделать окончательный выбор, основываясь на личных предпочтениях.

santehnikportal.ru

Как правильно сделать отопительную систему в двухэтажном доме

Проект отопления частного коттеджа создаётся на основе теплотехнических и гидравлических расчётов. В процессе разработки необходимо принимать множество важных решений, учитывая большое количество факторов. Одним из важнейших среди них является конфигурация и внутренняя планировка здания, в частности, его этажность. Очевидно, что система отопления двухэтажного дома сложнее и требовательнее, чем та, что реализуется в одноуровневых строениях.

Что особенного в обогреве двух этажей

  1. Важный нюанс – высота дома. Отопительное устройство находится на первом этаже, иногда в самой нижней точке системы. Всегда (даже если применяется настенный котёл) есть вертикальный участок подачи, который в некоторых случаях может иметь существенную протяжённость. Проблема заключается в необходимости поднимать теплоноситель на второй этаж, преодолевая силу тяжести.
  2. Большая площадь/кубатура. Двухэтажные дома, как правило, крупнее одноуровневых, по суммарному внутреннему объёму уж точно. Поэтому обогреть их сложнее, так как требуется сгенерировать и развести куда больше тепла. Системы отопления двухэтажных домов более материалоёмкие и разветвлённые, здесь будет циркулировать больше теплоносителя, будут использоваться более мощные теплогенераторы и отопительные приборы.
  3. Изолированность помещений. Большая площадь, которую нужно обогревать, в жилом доме почти всегда подразумевает наличие большого количества перегородок и отдельных комнат. В многоуровневом здании пространство также разделяется межэтажным перекрытием, которое мешает естественному переносу тепла (хоть нагретый воздух и стремиться подняться кверху). То есть довольно непросто распределить тепловую энергию по всем уголкам такого коттеджа, особенно сделать обогрев различных помещений равномерным.

Второй этаж нуждается в отдельных отопительных приборах

Какой тип отопления выбрать

Теплоноситель и способ транспортировки тепла

Для габаритных строений с множеством комнат и наличием межэтажного перекрытия наиболее рациональным решением является водяное отопление. Часто это единственный вариант для домов со сложной конфигурацией. Вода или антифриз циркулирует по трубам, закольцованным в замкнутые контуры, и отдаёт полученное в котле тепло через радиаторы, регистры или калориферы. Это также может быть система водяных тёплых полов, которая дополняет основное радиаторное отопление, или является единственным источником обогрева.

Важно! Теоретически, во всех помещения можно организовать отопление при помощи электрических тёплых полов, но под вопросом будет экономическая целесообразность подобного подхода, да и не всегда есть техническая возможность выделить достаточно мощностей для этого.

Воздушное отопление частного двухэтажного дома

Возможно использование воздуха в качестве теплоносителя в многоуровневых коттеджах, но для его транспортировки необходимо создавать разветвленную систему каналов с нагнетающими вентиляторами, посредством которой удастся обогреть дальние комнаты, а также помещения второго этажа.

Топливо и теплогенератор

Если не строить два отдельных отопительных устройства для первого и второго этажа, то обычные кирпичные и металлические печи на дровах (как и камины) вряд ли подойдут. Дело в том, что нагрев воздуха происходит от горячих стенок этих устройств с последующим конвекционным движением воздушных масс в помещении. При этом нормально отапливается только то помещение, где непосредственно установлен агрегат, а другие комнаты остаются холодными, не говоря уже о втором уровне.

Важно! Выпускаются заводские модели каминов с патрубками для подключения каналов воздушного отопления. В домах с небольшим по кубатуре мансардным этажом довольно успешно эксплуатируются кирпичные печи и камины, в которые интегрированы теплообменники водяного контура радиаторного отопления.

Схема системы водяного отопления двухэтажного дома, скорее всего, будет строиться вокруг напольного или настенного котла. Правда, не стоит забывать об альтернативе в виде тепловых насосов, солнечных коллекторов и т.д. Топливо может быть любым, начиная от газа, солярки и электричества, заканчивая углём, древесиной для пиролиза и гранулированными пеллетами.

Лучшее место для твердотопливного (на изображении пеллетный теплогенератор) котла – подвал

Нужен ли циркуляционный насос

Обычно застройщиков интересует, удастся ли в двухэтажном доме создать достаточно эффективную систему с естественной циркуляцией, чтобы не зависеть от электроснабжения. Можно. Но из-за перепада высот это сделать ещё сложнее, чем в одноэтажном доме. Так как все участки трубопроводов должны располагаться с уклоном от 3 до 5 градусов, то котёл находится в самой нижней (иногда в подвале) точке системы, а разгонный коллектор где-то под потолком второго этажа (или на чердаке). Следовательно, высота подающей трубы, которая выходит из котла, будет минимум 5-6 метров, и нужно постараться, чтобы вода в ней не закипела, и система «пошла». Потребуются особенно тщательные гидравлические расчёты и очень тонкая балансировка отопления дросселями.

Наряду с возможной автономией, что, безусловно, бесценно, гравитационная система отопления двухэтажного дома доставит немало неудобств. Среди них:

  • Увеличенное сечение труб.
  • Обязательная выдержка уклонов.
  • Большая разница температуры исходящего и возвращённого теплоносителя (этого многие котлы не любят).
  • Сложность регулирования температуры в разных помещениях.
  • Испарение теплоносителя через открытый расширительный бак (необходимо следить за уровнем теплоносителя и периодически доливать воду, нецелесообразно применять антифриз).
  • Заниженная производительность системы (общая площадь отапливаемых помещений может составлять от силы 120 м2).

Принудительная циркуляция при помощи насосного оборудования позволяет более рационально использовать тепло, более гибко подходить к способам прокладки трубопроводов и выбору приборов/комплектующих. А это значит, что у застройщика есть возможность создавать практичные и эффективные отопительные конструкции, которые не будут портить интерьер.

Вариант организации естественной циркуляции с верхней разводкой и вертикальными стояками

Расположение разгонного коллектора на чердаке поможет сделать гравитационную систему более привлекательной

Особенности разводки трубопроводов

Разводка и монтаж системы отопления двухэтажного дома может выполняться по любой из известных схем. От того, движется ли теплоноситель после выхода из котла выше радиаторов, либо сначала опускается ниже отопительных приборов, выделяют:

  • верхнюю (примером может служить система с естественной циркуляцией);
  • нижнюю разводку.

По наличию стояков, к которым подключаются отопительные приборы на первом и втором этаже, или основных магистралей, расположенных параллельно полам, разводку классифицируют как:

  • вертикальную,
  • горизонтальную.

В зависимости от целого ряда факторов выбирают тип системы:

  • однотрубная,
  • двухтрубная,
  • коллекторная.

Коллекторная схема

Лучевая система отопления двухэтажного дома ещё называется коллекторной. Её суть заключается в том, что каждый отопительный прибор запитывается независимо от других, поэтому балансировать такое отопление проще всего. Трубы для подключения ведутся по полу или внутри перекрытия от коллекторного узла (шкафа в нише стены, где находится сам коллектор, запорно-регулирующая аппаратура, иногда автоматика и свой циркуляционный насос).

От коллектора на втором этаже к каждому радиатору отходят отдельные запитывающие лучи с подачей и обраткой

Схема лучевой разводки для дома в два уровня

В двухуровневых домах на каждый этаж выводится свой коллектор, поэтому мы получаем двухконтурную систему отопления, где обе ветки являются автономными. Это горизонтальная нижняя разводка, при этом циркуляция теплоносителя может применяться только принудительная.

Однотрубное отопление

Довольно популярная ленинградская система отопления двухэтажного дома отличается тем, что радиаторы подключаются последовательно, а отдельной трубы для сбора обратки нет (теплоноситель из радиатора снова попадает в подающий трубопровод). Если запитывать радиаторы обоих этажей последовательно, то последние отопительные приборы в цепи могут оказаться совсем холодными. Чтобы обогреть верхний этаж, основная магистраль разделяется на два параллельных контура. Один из них поднимается на второй уровень, а запитав там все радиаторы, опускается вниз и соединяется с трубой, идущей по первому этажу. В начале каждого контура устанавливаются краны, которые позволяют регулировать проток (читай теплоотдачу) или полностью перекрыть отдельный этаж.

Это – горизонтальная, верхняя или нижняя разводка. Однотрубная схема может функционировать как с применением насосов, так и в режиме естественной циркуляции. К достоинствам такой конструкции относят тот факт, что потребуется почти вдвое меньше труб. Главный недостаток – сложность балансировки системы, ведь в каждый последующий радиатор заходит более холодный теплоноситель.

Вариант использования однотрубной системы

Важно! Чтобы иметь возможность регулировать температуру на каждом отопительном приборе, их посредством байпаса устанавливают параллельно основной магистрали и снабжают отдельной арматурой.

Двухтрубное отопление

В двухэтажных домах двухтрубная горизонтальная система отопления считается классикой жанра, хотя вертикальная разводка с применением стояков тоже применяется. В данном случае к радиаторам тянут отводы от подающей линии (подача), а также подводятся трубы, через которые отдавший энергию теплоноситель попадает в отдельную магистраль (обратку).

Аксонометрическая схема двухтрубной системы двухэтажного дома

Такая система несколько дороже однотрубной, но считается эффективнее и намного практичнее, так как позволяет легко настроить необходимый температурный режим в любом помещении на любом этаже. Ни сложная планировка, ни большие размеры дома помехой не станут, лишь бы теплогенератор подходил по мощности.

Теперь можно сделать несколько выводов. Для обогрева среднестатистического двухэтажного дома лучше всего подойдёт двухтрубная система водяного отопление с принудительной циркуляцией. Неплохо покажет себя коллекторная схема. В небольших домах можно применить однотрубную разводку и попробовать спроектировать конструкцию с естественной циркуляцией теплоносителя. В любом случае хотя бы для проведения расчётов лучше пригласить специалистов.

Видео: схема отопления в двухэтажном доме

teploguru.ru


Смотрите также