Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве
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.
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.
- с одной трубой;
- двумя;
- коллекторная.
Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.
Вариант схемы с одной трубой
На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.
Вентиль на батареи
Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.
Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.
Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.
- тупиковая;
- попутная;
- коллекторная.
Варианты тупиковой и попутной схем
Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.
Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.
Схема коллекторного горизонтального отопления
Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.
Вертикальная схема
Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.
Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.
Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.
Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
- Более равномерный прогрев всего домовладения;
- Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
- Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
- Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.
Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.
https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM
У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.
Гравитационная система с естественной циркуляцией
Перемещение теплоносителя по системе происходит самотеком.
Принцип работы
При подогреве теплоносителя происходит его расслоение: нижний слой с более высокой плотностью выталкивает более прогретую воду в систему. Разница плотностей обеспечивает естественную циркуляцию жидкости по трубопроводам.
Устройство
Расширительный бак устанавливается в верхней точке системы, который обеспечивает расширение воды в системе, производит сброс жидкости и подпитку в системе.
Котел необходимо устанавливать в подвальных или цокольных помещениях. Следует помнить, что уровень труб обратного контура должен быть заложен ниже котла.
Горизонтальные участки трубопроводов прокладываются с уклоном – в верхним точкам подключения радиаторов и от нижних на пути к котлу.
Важно! Для обеспечения высокого КПД необходимо использовать трубы с большим условным проходом, что обеспечивает низкий коэффициент сопротивления внутренних поверхностей труб.
Схема гравитационной системы отопления
Преимущества:
- Автономность. Данная схема может работать без применения электроэнергии. Лучший вариант для удаленной местности, где наблюдаются перебои с поставками электричества.
- Длительный срок эксплуатации. Из-за низкого давления в системе оборудование менее подвержено износу.
- Бесшумность, т.к. наличие циркуляционного насоса не предусмотрено.
Недостатки:
- Большой расход материалов. Большие затраты, т.к. применяются трубы больших диаметров.
- Трудоемкий процесс монтажа. Сложность обеспечить правильный уклон.
- Применяются в домах с суммарной площадью трубопроводов не более 150 м2.
- Длительный процесс нагрева помещений.
- Сложность отвода кислорода из теплоносителя. Может быть устранено путем проектирования правильного уклона труб, который обеспечит естественный отвод пузырьков через расширительный бачок в воздух.
Греющий пол и плинтус
Трубы с горячей водой, уложенные в полу с расчетным шагом, позволяют равномерно обогревать помещения всей поверхностью напольного покрытия. От каждого греющего контура, чья длина не превышает 100 м, подводки сходятся к коллектору со смесительным узлом, обеспечивающему потребный расход теплоносителя и его температуру в пределах +35°…+45°С (максимум +55°С). Коллектор запитан напрямую от котла одной веткой и управляет отоплением на 2 этажах одновременно. Позитивные стороны теплого пола:
- равномерный прогрев пространства комнат;
- отопление комфортно для людей, поскольку обогрев идет снизу;
- низкая температура воды позволяет сэкономить на энергоносителях до 15%;
- возможен любой уровень автоматизации системы — работа от терморегуляторов, погодных датчиков либо по программе, заложенной в контроллер;
- системой с контроллером можно управлять на расстоянии — посредством GSM-связи или интернета.
Подобные системы автоматического регулирования внедряются и в коллекторную схему двухэтажного коттеджа. Недостаток теплых полов — высокая стоимость материалов и монтажных работ, которые сложно выполнить самостоятельно.
Греющие плинтусы — подходящий вариант для любого частного дома, не только двухэтажного. Эти отопительные приборы в виде больших плинтусов представляют собой медные либо алюминиевые конвекторы, соединенные по двухтрубной схеме. Они опоясывают помещения по периметру, нагревая воздух со всех сторон. Плинтусное отопление легко монтируется и удовлетворяет любым требованиям к дизайну интерьера.
Схемы разводки отопления
В двухэтажных домах используют такие схемы разводки отопления: однотрубная, двухтрубная, а также коллекторная. При однотрубной достаточно сложно регулировать температуру в здании. Это происходит от того, что нет возможности перекрыть один из радиаторов, когда все остальные отопительные приборы работают. Поэтому, когда горячая вода переходит от одной батареи к другой, она всё больше охлаждается.
Так как у каждого агрегата отопления есть по две трубы, по одной идёт горячая вода, а по другой – уже остывшая. Ещё эта система отличается от однотрубной тем, что у неё иной порядок подключения приборов отопления. Специалисты рекомендуют перед каждым радиатором монтировать регулировочный бак.
Схема двухтрубной системы отопления
Для того чтобы в двухэтажном доме была нормальная циркуляция, достаточно дистанции между центром котла и верхней точкой подающей магистрали, при этом можно ставить расширительный бак на верхнем этаже, а не на чердаке. А трубу подачи прокладывают под потолком или под подоконниками.
Поэтому рекомендуется ставить дополнительный байпас вместе с циркуляционным насосом, что значительно сэкономит время при запуске такой системы, как схема отопления двухэтажного загородного дома, и при этом в здании будет более равномерно распределяться тепло.
Схема отопления с байпасом и насосом
Кроме установки радиаторов, в двухэтажном доме с использованием котла вместе с встроенным насосом циркуляции можно устанавливать и систему «тёплый пол», подключать полотенцесушитель одновременно на двух этажах. Специалисты советуют стояки второго этажа подключать возле самого котла.
При выполнении монтажа лучше всего использовать лучевую и коллекторную систему, она наиболее удобна, можно регулировать температуру во всех помещениях. Для всех отопительных приборов проводят по две трубы: прямую и обратную
Коллекторы размещают на каждом этаже, очень важно при этом, чтобы они находились в специально отведённом для этого шкафу, в котором располагают и всю запорную арматуру
Комбинированная система отопления: радиаторы и теплый пол
Коллекторные системы
Это универсальная схема отопления двухэтажного дома видео по устройству которой можно посмотреть ниже. Такие системы дают возможность выполнять отопление двухэтажного коттеджа схемы со скрытыми проводимыми трубами. Установка производится очень легко, поэтому ее может произвести даже человек без наличия специальных навыков.
Схема коллекторного отопления двухэтажного дома
Водяное отопление можно проводить как только на одном этаже, так можно и на всех сразу, но котёл рекомендовано размещать только на первом этаже, а на втором можно поставить расширительный бак. Рекомендуется трубы с горячей водой проложить под потолком или под подоконником, то есть, в наиболее уязвимых местах для холодного воздуха. Обязательно на каждый радиатор ставить отдельный регулирующий кран.
Выбирая план отопления двухэтажного дома, очень важным моментом является принять правильное решение, от этого зависит, насколько комфортно будет вам в холодную погоду, как долго прослужит вся принципиальная схема отопления двухэтажного дома, как часто нужно будет производить ремонт или менять трубы и многое другое. При неправильном выборе, при желании сэкономить сейчас может случиться так, что вам придётся постоянно что-то ремонтировать, менять, нанимать работников, а значит, тратить деньги, поэтому ни о какой экономии в данном случае нет и речи.
https://youtube.com/watch?v=vBKn-xBFBiY
Лучше в самом начале установить качественные трубы, радиаторы и другое, пусть и обойдётся это всё дороже сейчас, зато прослужит дольше и всё равно выйдет дешевле в дальнейшем. Правильно установленная схема системы отопления двухэтажного дома из качественных устойчивых материалов прослужит нескольким поколениям.
Схема отопления частного дома газовым котлом
Газовую отопительную систему, помимо непосредственного создания комфортного микроклимата в частном доме, используют в качестве нагревателя воды в бассейне, подогрева полов, и обогрева теплиц. Такому теплоснабжению всё чаще отдают предпочтение счастливые владельцы загородных коттеджей и дачных домиков.
Отопление дома с помощью газового котла намного эффективнее. чем использование твердотопливного или электрического аналога, которые являются основными конкурентами газа. Если нужно отапливать частный дом в деревне, то использование электрического отопления нерентабельно, так как старая энергосистема может не выдержать повышенных нагрузок.
Изношенное до невозможности оборудование приводит к перегрузке центрального трансформатора на подстанции и как следствие выключения электричества во всей деревне. При этом стоимость энергоносителя, используемого, для отопления дома будет на порядок выше, чем работа системы на газу.
Для хранения твёрдых топливных ресурсов необходимы особые условия и как следствие наличие подсобного помещения. Поэтому только газовая отопительная система может избавить домовладельца от уймы мелких неприятностей.
Требования к топочной
При установке пары агрегатов одного типа, требования к котельной применяются по определенному типу энергоносителя: электрическому, газу, углю, дровам.
Требования к устройствам, работающим на твердом топливе:
- минимальная площадь пола назначается соответственно суммарной тепловой отдачи котлов (от 7,5 до 15 м²);
- отопитель мощностью свыше 30 кВт размещается в центре котельной для обеспечения свободной циркуляции воздуха;
- стены, перегородки, пол, потолок помещения отделываются огнеустойчивыми материалами с применением гидроизоляции;
- котел монтируется на основание из негорючих материалов;
- для отопителей мощностью менее 30 кВт не предъявляются повышенные требования по огнестойкости пола, его можно накрыть листовой сталью;
- твердое топливо должно храниться в специальном помещении, допускается расположение суточного запаса, но на удалении от котла более 1 м;
- в топочной должны быть окна и дверь, обеспечивающие трехкратное превышение нормы циркуляции воздуха из расчета на объем топочной.
Пример схемы расположения котельной на первом этаже
К отопительным агрегатам, работающим на газе, предъявляются такие требования:
- котлы общей мощностью до 30 кВт могут располагаться в отдельном нежилом помещении дверью и окнами, обеспечивающими трехкратную циркуляцию воздуха;
- при суммарной мощности котлоагрегатов свыше 30 кВт необходимо выделение отдельного помещения площадью не менее 7,5 м² и с высотой потолков от 2,5 м;
- если газовый аппарат устанавливается на кухне с газплитой, площадь помещения принимается не менее 15 м².
Лучший вариант для отопление в частном доме с газовым котлом
По сравнению с твердотопливным, газовый будет более выгодным вариантом, не надо заботиться о приобретении топлива. Такой котел работает постоянно. Монтаж и установка тоже, практически не отличаются. Единственно, если для установки твердотопливного не нужно никаких разрешений, то установка газового котла осуществляется только по согласованию с газовой службой.
Главным этапом при подготовке к установке оборудования служит этап проектирования. Здесь включены такие работы, как подготовка эскиза, технико-экономическая разработка, составление монтажных схем и рабочего проекта. Газовая служба в основном отвечает за подведение газа, а вот подготовка места и установка котла ложится на специальную организацию. Или это делается собственными силами при наличии соответствующего навыка. Но, так или иначе, а прежде чем устанавливать газовое оборудование необходимо согласовать это с газовщиками. Хорошо, если у вас газ уже подведен, расходов будет гораздо меньше.
После утверждения проекта, вам нужно приобрести газовое оборудование, а также расходные материалы и комплектующие к нему. Затем устанавливается котел, подключается к нему вся система. И последним этапом – пробный запуск и проверка.
Вообще газовая система в зависимости от условий подачи газа может быть как централизованной, так и автономной. Централизованная – это когда вы подключаетесь к общей газовой трубе. Автономная подразумевает использование газа в баллонах. Однако, для отопления дома газовые баллоны не эффективны, их придется часто менять. Для этих целей лучше подходит газгольдер. Это такая емкость, объем которой может достигать 20 кубометров.
При этом, что бы наполнить такую емкость вам придется заказывать машину, как показано на рисунке. Но результат того стоит. Правда, если в вашей местности проведен или проводится газопровод, то выбрать лучше все-таки надо его, поскольку затрат будет гораздо меньше, чем заказывать спецмашину.
Набор оборудования при газовом отоплении практически такой же, как и с твердым топливом.
Нужно приобрести:
- Газовый котел.
- Трубы и фитинги.
- Байпасы, которые будут отключать отдельные обогреватели от сети.
- Батареи отопительные (они могут быть и чугунными, и алюминиевыми и пр.)
- Расширительный бак.
Схема установки газового отопления показана на этом рисунке:
Под цифрой 1 показан расширительный бак. А под цифрой 2 – газовый котел. Если у вас одноэтажный дом, то можно использовать систему с естественной циркуляцией воды. Но при наличии двух, а особенно трех этажей без насоса не обойтись.
Таким образом, установка газовой системы отопления, несмотря на ее казалось бы простоту, упирается в первую очередь в составление проекта и утверждении ее в газовой службе. Как только вы решите этот вопрос, дальше можно заниматься монтажом самой системы.
Откуда берется тепло?
Главным источником тепла служит отопительный котел. Пожалуй, во многом его правильный выбор обеспечивает будущий комфорт в холодные зимние дни и ночи, и поэтому отнестись к нему надо со всей возможной ответственностью. Вы должны дать ответ самому себе – а чем будем топить этот котел? Несмотря на все удобства, которые предоставляет самодельное отопление, не стоит забывать, что оно должно работать, а для этого печку надо топить.
Строение водяной системы отопления
Проще топить обычную печку, чем выбрать самый расчудесный котел, рассчитанный на недоступные или экзотические виды топлива, получится дешевле и хлопот меньше. Поэтому надо применять котел, использующий дешевое местное топливо, это позволит снизить затраты на отопление.
Следующей, не менее ответственной, задачей будет определение мощности котла. Дело в том, что если его мощности недостаточно для обогрева дома, то вы рискуете, как минимум, простудиться в зимнее время, а если она является избыточной, то это просто зря потраченные деньги. Поэтому, когда создается система отопления своими руками, выбирая котел, надо учитывать факторы, такие как:
- наличие и количество окон;
- географическое расположение дома;
- материал, из которого изготовлен дом, и толщина стен;
- наличие утепления и т.д.
Соотношения площадей дома и мощностей котла
Зная отапливаемую площадь вашего дома, вы определите базовую мощность котла, а потом ее надо будет умножить на коэффициент, учитывающий географическое положение. Для этого используются такие значения на киловатт мощности:
- от семи до девяти десятых для южных районов;
- полтора для районов Центральной России;
- от полутора до двух для Северных районов.
И полученное значение надо увеличить на двадцать пять процентов, если горячую воду планируется использовать для хозяйственных нужд. А теперь ещё одно увеличение на двадцать процентов (для повышения надежности работы котла и исключения его перегрузки) – и можете считать, что задачу, как сделать отопление своими руками, вы почти решили, во всяком случае, вы знаете, какой вам нужен для этого котел.
Двухконтурный котел, кроме отопления, также обеспечивает горячее водоснабжение
1 Естественная циркуляция нагретой воды по трубам – еще актуальна, но отходит в прошлое
Сейчас в проектах отопления частного двухэтажного дома уже не встретишь чертежей отопительных контуров, работающих без включения в схему циркуляционных насосов. Но еще не так давно обогрев частных домовладений с индивидуальным водяным отоплением осуществлялся исключительно благодаря естественному движению воды по трубам. В некоторых домах, построенных и оборудованных всем необходимым раньше, системы отопления с самотечной циркуляцией теплоносителя функционируют по сей день.
Система отопления с естественной циркуляцией постепенно отходит в прошлое
За счет чего движется жидкость в таких трубных контурах? Циркуляцию здесь обеспечивает разница в плотности воды с различной температурой. Горячая жидкость легче (меньше плотность), поэтому стремится вверх, более холодная – вниз. Нагретый котлом теплоноситель уходит по стояку наверх, на его смену приходит остывшая вода из обратного трубопровода. Это называется конвекцией, которая обеспечивает половину энергии, необходимой для осуществления естественной циркуляции.
Вторую половину движущей силы придает жидкости гравитация. Чтобы сила притяжения действовала эффективнее, горизонтальные трубы контура (лежаки) устанавливают с уклоном в сторону движения теплоносителя. Подающий трубопровод наклонен к радиаторам отопления, обратный лежак – к котлу. Кроме уклона труб в самотечном контуре большое значение для успешного осуществления циркуляции имеют такие факторы:
- положение котла относительно обратной трубы (чем ниже установлен агрегат, тем лучше);
- диаметр трубных коммуникаций (чем шире просвет трубопровода, тем ниже сопротивление);
- сечение внутренних отверстий в батареях (та же закономерность, что и для труб).
Соблюдение этих правил позволяет сделать эффективный самотечный контур в доме своими руками. Однако условия, которые необходимо соблюдать при монтаже системы с естественным движением теплоносителя, являются причиной таких ее недостатков:
- громоздкие трубы (обычно стальные) нельзя проложить скрыто, они всегда на виду;
- для котла необходимо делать углубленную площадку, что делает неудобным его обслуживание;
- необходимо поддерживать разницу между горячим и остывшим теплоносителем не менее 25 градусов;
- оптимальными батареями отопления, имеющими наибольший внутренний просвет и меньшую подверженность коррозии (при естественной циркуляции в теплоносителе много воздуха), являются чугунные (выбор невелик);
- большой объем теплоносителя и необходимость монтировать громоздкий расширительный бак открытого типа;
- сложно провести правильные теплотехнические расчеты для равномерного обогрева комнат.
Кроме того, самотечный контур не способен полноценно обогреть габаритные постройки. Эффективная естественная циркуляция возможна при длине лежаков до 45 м и площади до 180 м2 (в двухэтажном доме). Эти минусы делают самотечные контуры минимально востребованными у домовладельцев. Но все же остаются приверженцы отопительных гравитационных систем, аргументирующие свои предпочтения такими преимуществами самотечных контуров:
- независимость от бесперебойной подачи электричества;
- бесшумность движения жидкости по трубам;
- эффективность отопительной системы при эксплуатации твердотопливных котлов (высокая инерционность частично нивелирует частые и значительные температурные перепады).
Жидкость по трубам в таких системах движется за счет разницы плотности горячей и холодной воды
При монтаже гравитационных контуров применяются две схемы трубной разводки – однотрубная, когда теплоноситель от батарей отводится по той же трубе, что и подается, и двухтрубная, когда подача жидкости и ее отведение обратно к котлу осуществляется двумя коммуникациями. Для отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией применяются те же схемы разводки. На второй этаж теплоноситель подается по стояку, отходящему от котла, остывшая жидкость сверху отводится по обратной вертикальной трубе. Лежаки на обоих этажах присоединяются к стоякам согласно примененной схемы разводки отопительных коммуникаций.
Какая информация нужна мастерам?
До того как начнутся монтажные работы, следует обговорить со специалистами все нюансы, показать свое видение отопительной системы.
Мастерам необходимо предоставить:
- полную информацию о материалах, из которых выполнена кровля здания, перекрытия стен, оконные конструкции;
- план одноэтажного дома;
- чертежи, где отмечены места сантехнических узлов.
На срок эксплуатации системы теплоснабжения влияет не только качество инженерного проектирования и умелый монтаж, но и выбранные материалы, установленное котельное оборудование, а также рациональное использование отопительных элементов.
