Система отопления двухэтажного дома

Система с принудительным движением жидкости – оптимальная по сегодняшним меркам

Разрабатывая современный проект отопления двухэтажного дома, авторы документа наверняка включат в него отопительный контур с циркуляционным насосом. Системы с естественным движением жидкости по трубам не вписываются в концепцию современного интерьера, к тому же принудительная циркуляция обеспечивает лучшие эксплуатационные характеристики водяного отопления, особенно в частных домах с большой площадью.

Принудительная циркуляция позволяет намного проще относиться к расположению элементов системы отопления относительно друг друга, но все же существуют общие правила устройства обвязки котла, предпочтительного подсоединения батарей отопления, прокладки трубных коммуникаций. Несмотря на наличие в контуре циркуляционного насоса, при монтаже разводки стараются максимально уменьшить сопротивление труб, их соединений и переходов, чтобы снизить нагрузку на перекачивающее жидкость устройство и избежать завихрений жидкости в труднопроходимых местах.

Применение принудительной циркуляции в трубном контуре позволяет достичь таких эксплуатационных преимуществ:

• высокая скорость движения жидкости обеспечивает равномерный прогрев всех теплообменников (батарей), благодаря чему достигается более качественный обогрев различных помещений;
• принудительное нагнетание теплоносителя снимает ограничение с суммарной площади обогрева, позволяя делать коммуникации любой протяженности;
• контур с циркуляционным насосом эффективно работает при низких температурах жидкости (менее 60 градусов), благодаря чему легче поддерживать оптимальную температуру в комнатах частного дома;
• низкая температура жидкости и невысокое давление (в пределах 3 Бар) позволяет применять для монтажа системы отопления недорогие пластиковые трубы;
• диаметр тепловых коммуникаций гораздо меньше, чем в системе с естественной циркуляцией и возможна их скрытая прокладка без соблюдения естественных уклонов;
• возможность эксплуатации радиаторов отопления любых типов (предпочтение отдается алюминиевым батареям);
• низкая инерционность обогрева (от запуска котла до набора радиаторами максимальной температуры проходит не более получаса);
• возможность делать контур закрытым с использованием мембранного расширительного бака (хотя монтаж открытой системы также не исключается);
• терморегуляцию можно осуществлять как в целом по системе, так и зонально или точечно (регулировать температуру на каждом обогревателе отдельно).

Еще одним плюсом принудительной системы отопления двухэтажного частного дома является произвольный выбор места для установки котла. Обычное его монтируют на первом этаже или в подвале, если есть цокольное помещение, но теплогенератор необязательно специально углублять и рассчитывать уровень его расположения относительно обратной трубы. Допускается как напольная установка котла, так и настенная, что предоставляет широкий выбор подходящей модели оборудования согласно личным предпочтениям домовладельца.

Несмотря на техническое совершенство отопления с принудительным движением жидкости, есть у такой системы недостатки. Во-первых, это шум, что образуется при быстрой циркуляции теплоносителя по трубам, особенно усиливающийся в местах сужений, резких поворотов трубопровода. Часто шум движущейся жидкости бывает признаком излишней мощности (производительности) циркуляционного насоса применимо к данному отопительному контуру.

Во-вторых, работа водяного отопления зависит от электричества, которое необходимо для постоянной прокачки теплоносителя циркуляционным насосом. Схема контура обычно не способствует естественному движению жидкости, поэтому при длительных отключениях электричества (если нет устройства для бесперебойной подачи электроэнергии), жилье остается без обогрева.

Как и контур с естественной циркуляцией, отопление двухэтажного дома с принудительной прокачкой теплоносителя делается однотрубной и двухтрубной разводкой. Как правильно выглядят подобные схемы, будет рассказано дальше.

obustroen.ru

Двухтрубная система отопления: особенности и основы ее обустройства

Если исходить из названия такой системы, то можно сделать вывод, что подвод к радиаторам от котла осуществляется посредством сразу двух магистралей. В одном из трубопроводов системы течет горячая вода, эта магистраль предназначена для нагревания радиатора, а по второму трубопроводу течет уже охлажденная жидкость, которая поступает обратно в котел для того чтобы заново нагреться. Однотрубная система отопления двухэтажного частного дома является не менее эффективной, чем двухтрубная. Главным преимуществом отопительной системы, которая не имеет обратки, является экономичность.

Двухтрубные системы отопления двухэтажных домов обладают следующими преимуществами:

• Возможность отрегулировать наиболее комфортный температурный режим в помещении;
• Такая система обладает хорошей эффективностью, и теплоноситель нагревается максимально быстро;
• Можно выбрать именно ту схему организации отопительной системы, которая является наиболее оптимальной и подходящей.

Схема организации двухтрубной отопительной системы для домов частного типа

Существует несколько основных схем, по которым можно обустроить как однотрубную отопительную систему, так и двухтрубную. Каждая из таких схем обладает как своими преимуществами, так и недостатками.

Одной из наиболее распространенных схем считается лучевое отопление в двухэтажном доме или схема с распределителем.

Индивидуальность такой схемы состоит в том, что у нее особый отвод и подвод теплоносителя. Нередко трубы такой системы монтируются в пол.

Среди преимуществ можно выделить такие, как:

• Она позволяет сохранить стилевые особенности интерьера;
• Регулировка отопительной системы является максимально эффективной;
• Можно вести контроль над подачей теплоносителя.

Еще одна схема, которая получила популярность у хозяев двухэтажных коттеджей – это последовательная схема в целях подачи теплоносителя. Такая схема предполагает подвод труб обратной и подающей магистрали к каждому радиатору по отдельности. Использование такой схемы позволяет снизить стоимость на ее обустройство, также есть возможность отрегулировать показатель теплоотдачи для каждого радиатора отопительной системы и отопление второго этажа частного дома.

Двухтрубные отопительные системы в двухэтажных домах: модернизация

Многие владельцы загородных домов и коттеджей нередко дорабатывают уже существующую отопительную систему. Это является довольно практичным, так как стандартное отопление 2 этажного дома не всегда позволяет добиться максимально высокого результата. Можно заметить что чаще всего популярностью пользуется установка в систему таких компонентов, как расширительный бак и насос. Модернизировав отопительную систему посредством таких элементов, можно не только повысить эффективность системы отопления, но и снизить затраты, которые уходят на обогрев теплоносителя.

Установка расширительного бачка

Такой элемент отопительной системы нужно установить в как можно более высокой точке дома. Идеальным расположением расширительного бачка будет чердак дома. Такой компонент позволит организовать более свободную циркуляцию теплоносителя по магистралям, причем он не будет создавать излишков давления. Если установить такой бочек с некоторым запасом, то это обеспечит циркуляцию необходимого объема теплоносителя, который использует отопление в 2х этажном доме.

Установка насоса

Двухтрубная отопительная система с естественной циркуляцией является немного устаревшим вариантом для домов современного типа. Монтаж насоса в двухтрубную отопительную систему может повысить эффективность всей системы. Врезка насоса в трубопровод обратки поможет ускорить нагрев системы для наиболее оптимальной температуры. Также это поможет сэкономить средства на оплату топлива. Насос также позволяет увеличить скорость циркуляции теплоносителя по трубам.

Возможность двухтрубной отопительной системы: двухэтажный загородный коттедж

Для обогрева двухэтажного загородного коттеджа наиболее эффективным способом является двухтрубное отопление частного двухэтажного дома.

Для того чтобы обеспечить в доме максимальный комфорт и уют, а также наиболее оптимальный температурный режим, необходим максимально правильный монтаж всех компонентов отопительной системы.

Такая система хороша тем что, помимо простоты ее установки, в нее не нужно включать много добавочных устройств. Если есть желание, в двухтрубную систему можно включить теплый пол, полотенцесушиель и много других устройств и агрегатов.

Если все же владелец двухэтажного дома решил остановить свой выбор на установке двухтрубной отопительной системы, то многие детали лучше всего продумать еще во время возведения здания. Если соблюдать такую рекомендацию, то можно достичь наиболее высоких показателей системы, что касается ее надежности, эффективности и производительности. Также монтаж отопительной системы, который производится во время строительства объекта, позволит сэкономить время и средства.

Экономические соображения

Для того чтобы отопительная система двухэтажного дома была наиболее эффективной, нужно обладать необходимыми навыками в данной области, соблюдать все требования, что касаются качества оборудования, а также соблюдать некоторые определенные технологии. Грамотную схему организации отопительной системы можно составить только в том случае, если правильно сделать проект системы отопления двухэтажного дома – все расчеты будущих тепловых потерь и гидравлического сопротивления.

Верно составленный и хорошо продуманный проект – это уже большой шаг к тому, чтобы отопительная система была максимально эффективной, качественной а также экономичной.

От выбора оборудования и используемых материалов зависят не только затраты, которые необходимы для строительства и монтажа отопительной системы. От этого еще во многом зависят расходы, которые будут уходить на обслуживание системы во время ее эксплуатации. Для тех, кто гонится за сиюминутной выгодой, лучше не торопиться и продумать все, даже самые незначительные детали.

Любой процесс во многом напрямую зависит от качества выполняемых работ. Если вы услышали мнение только одного специалиста, не стоит сразу доверять его словам. Один человек не может знать всего и обладать максимальным уровнем знаний. Лучше всего делать выводы на основе хотя бы двух-трех мнений. Некоторые вопросы можно поизучать даже самостоятельным образом. После всего этого можно будет сделать определенные выводы. Многие ошибочно полагают, что если сейчас заплатить меньше – то это является экономией.

otoplenie-doma.org

Классификация систем

Для начала мы предлагаем перечислить все варианты схем водяного отопления, реализуемые в 2-этажных жилых зданиях, и классифицировать их по определенным признакам. Итак, по способу подачи теплоносителя в помещения системы делятся на такие группы:

1. Однотрубная. Ее особенность – подключение обеих подводок от батарей к одному магистральному трубопроводу, который одновременно служит подачей и обраткой.
2. Двухтрубная. В данном случае отопительные приборы получают нагретую воду из одной трубы, а после теплоотдачи возвращают в другую.
3. Коллекторная. Здесь каждый радиатор питается от отдельной линии, состоящей из 2 трубопроводов – подающего и обратного. Все магистрали, прокладываемые в полу, сходятся к распределительной гребенке (коллектору), отсюда и второе название схемы – лучевая.
4. Системы напольного отопления аналогичны коллекторным, только в роли обогревателей выступают контуры из труб, замоноличенных в стяжку либо вмонтированных в перекрытие. Распространенное название – теплые полы.

Примечание. Двухтрубные разводки бывают двух типов – тупиковые и попутные. Разницу между ними мы рассмотрим далее.

По способу движения воды в магистралях отопительные сети делятся на 2 вида – с естественным и принудительным побуждением. В первом случае нагретый теплоноситель, чья масса меньше охлажденного, за счет гравитации стремится течь по трубам вверх, благодаря чему и возникает медленная циркуляция (скорость 0,1—0,2 м/с). В коллекторных системах и теплых полах гравитационный способ не используется – слишком малы уклоны и диаметры труб.

Во втором варианте вода проталкивается по магистралям циркуляционным насосом, устанавливаемым неподалеку от котла. Скорость течения лежит в диапазоне 0,3—0,8 м/с в зависимости от мощности агрегата и гидравлического сопротивления трубопроводной сети. Принудительная циркуляция успешно внедряется в любые схемы водяного отопления.

Справка. В проектах на отопление двухэтажного дома нередко предусматриваются комбинированные схемы, если это выгодно или создает дополнительный комфорт. Например, первый этаж зачастую обогревается теплыми полами, а второй – радиаторами, подключенными двухтрубным методом.

Последний признак, по которому ведется классификация – давление в отопительной сети. Если теплоноситель контактирует с атмосферой через расширительный бак, то избыточного давления в системе нет и она считается открытой. Когда же бачок герметичен, то напор воды в трубопроводах достигает 2 Бар, а схема называется закрытой.

Особенности однотрубной разводки

Принцип работы закрытой горизонтальной схемы (иначе – ленинградки), изображенной ниже на рисунке, довольно прост и одновременно сложен. Изобразим его в виде алгоритма:

1. Нагретый теплоноситель, дойдя по магистрали до первого радиатора, разделяется на 2 потока. Примерно 2/3 объема воды продолжает двигаться по прямой линии, а 1/3 затекает в батарею. Так происходит благодаря разнице диаметров (магистраль – 25 или 32 мм, а подводка – 16 мм).
2. Охладившись, вода из обогревателя снова попадает в общий трубопровод, где смешивается с горячим теплоносителем, идущим от котла.
3. В следующий отопительный прибор поступает третья часть смеси, чья температура на 1—3 °С ниже начальной. Цикл охлаждения и смешивания повторяется, в результате чего температура теплоносителя падает от батареи к батарее.

Важный момент. Чтобы обеспечить требуемую теплоотдачу во всех комнатах, следует повышать мощность радиаторов (читай: количество секций) по мере отдаления от теплогенератора, ведь дальние приборы получают меньше тепла. Поэтому их количество на каждой линии не должно превышать 5 шт.

Однотрубная разводка с вертикальными стояками и верхней подачей теплоносителя, изображенная на картинке, более уместна в двухэтажном доме, нежели горизонтальная. Она работает стабильнее за счет того, что каждый стояк нагружен 2—4 радиаторами, а раздача происходит равномерно. Вдобавок ее можно сделать самотечной, если применить горизонтальные коллекторы Ø50 мм и провести их с наклоном 1 см на метр длины. Диаметр стояков – 25 мм для двух обогревателей и 32—40 мм для четырех.

Недостаток вертикальной системы – прохождение стояками межэтажного перекрытия в нескольких точках, что затрудняет ее монтаж своими руками. Есть и второй минус: идущие из потолка трубы не слишком хорошо смотрятся в интерьере комнат, а магистрали из полипропилена нельзя прокладывать скрыто. Чтобы их запрятать, следует использовать полиэтиленовые либо металлопластиковые трубы. Подробнее о расчете и проектировании однотрубных сетей отопления расскажет опытный мастер в своем видео:

Популярный вариант – двухтрубная схема

Тупиковая система отопления двухэтажного частного дома – это наилучшее решение по соотношению цена — качество. Она проста в исполнении и надежна в работе, особенно когда в ней организована принудительная циркуляция воды. Гравитационные двухтрубные разводки тоже вполне работоспособны, но не пользуются популярностью из-за большого количества толстых труб, которые надо проложить по всем помещениям.

Типовая схема теплоснабжения двухэтажного дома, показанная на картинке, работает очень просто: теплоноситель распределяется по батареям с помощью подающих трубопроводов, а после остывания в радиаторах возвращается в котел по второй линии. Как правило, проектом предусматриваются ветви одинаковой протяженности и нагрузки с примерно равным числом отопительных приборов.

Примечание. Одинаковая длина ветвей и количество батарей на них – вопрос не принципиальный. Если в силу обстоятельств одна линия выходит короче другой, то гидравлическое равновесие между ними достигается путем балансировки.

Помимо стабильности и надежности в работе, двухтрубная разводка имеет и другие достоинства:

• как закрытая, так и открытая система способна эффективно работать вместе с различными источниками тепла – твердотопливным, газовым либо электрокотлом;
• толковый домовладелец может ее спроектировать, собрать и наладить своими руками;
• все радиаторы получают воду с одинаковой температурой;
• схема хорошо поддается регулированию и автоматизации;
• это оптимальный вариант с точки зрения финансовых вложений.

Почему двухтрубная разводка для двухэтажного дома обойдется дешевле однотрубной? Очень просто: диаметры магистралей и соединительных фитингов у нее меньше, а значит, и цена ниже. Вдобавок установленные на батареи автоматические термостаты не будут влиять на теплоотдачу соседних обогревателей, как при однотрубной раздаче.

Попутный вариант двухтрубной сети под названием петля Тихельмана отличается от тупикового одинаковым направлением течения воды в подающей и обратной линии. Это позволяет идеально уравновесить систему без балансировки, но создает сложности при монтаже (трубами нужно обходить дверные проемы).

Раздача теплоносителя от коллектора

Сразу отметим, что этот способ подключения радиаторов и греющих контуров теплого пола потребует денежных вложений. Судите сами: необходимо купить и установить распределительную гребенку, а потом проложить от нее по 2 трубопровода Ø16 мм к каждой батарее. Напольный обогрев еще дороже – надо ограничить температуру теплоносителя до 45 °С с помощью смесительного узла и заложить в стяжку либо перекрытие 100—200 метров труб. Что вы получаете взамен:

1. Все преимущества двухтрубной схемы, перечисленные в предыдущем разделе.
2. Возможность автоматического регулирования обогрева каждого помещения в отдельности.
3. Полное отсутствие отопительных коммуникаций в интерьере комнат, все они спрячутся в стяжке либо за половым покрытием.
4. Удобный ремонт системы в любое время года без отключения отопления.
5. В случае с теплыми полами – экономия до 10% энергоносителей за счет равномерного прогрева нижней зоны помещений низкотемпературным теплоносителем.

Кроме высокой стоимости материалов, коллекторные разводки также неудобны в монтаже. Как вы понимаете, закладку магистралей либо греющих контуров в стяжку можно выполнить только при вскрытых полах или в новостройке. Есть сложности и при запуске отопления, в частности, важно правильно сделать удаление воздуха из сети, иначе пузыри станут бродить по трубам не одну неделю.

Выбор отопления в двухэтажный дом

Чтобы верно подобрать схему, нужно учитывать множество факторов:

• предпочитаемый вид топлива или энергоносителя;
• величину отапливаемой площади;
• надежность электроснабжения в вашей местности;
• бюджет, выделяемый на закупку оборудования и монтаж;
• материал, из которого построено здание;
• сложность прокладки труб;
• прочие условия.

Как уже говорилось, первое место во всех отношениях занимает двухтрубная система закрытого типа с мембранным расширительным баком. В двухэтажном коттедже средней площади (до 300 м²) вам хватит диаметра труб 20—25 мм, которые при желании нетрудно провести скрытым способом. Разве что в начале схемы придется поставить трубопровод Ø32 мм.

Примечание. Учтите, что трубы из полипропилена делаются с толстыми стенками, поэтому «живое» сечение у них существенно меньше, чем в металлопластике либо сшитом полиэтилене.

Предлагаем еще несколько рекомендаций по выбору отопительной схемы для дома в 2 этажа:

1. При частых и длительных отключениях электричества нужно задуматься о монтаже открытой самотечной системы и установке напольного котла, способного работать автономно. Покупка блоков бесперебойного питания или генераторов не всегда оправдана.
2. В тех же условиях нельзя монтировать напольные сети, подключаемые к гребенке. Без насоса они работать не смогут.
3. В здании с печным отоплением лучше задействовать разводку с естественной циркуляцией и открытым расширительным баком. Как самостоятельно сделать водяной контур в печке, рассказывается в этой инструкции.
4. Чтобы организовать обогрев теплыми полами без радиаторов от твердотопливного котла, придется ставить буферную емкость и смесительный узел, что не всем доступно. Дешевле сделать высокотемпературную радиаторную сеть и подсоединить по двухтрубной схеме. Блок резервного питания для насоса в этом случае обязателен.
5. Ленинградку применяйте в домах малой площади (до 150 м²), причем делайте ее с принудительной циркуляцией. Если размеры здания больше, а вам нужна самотечная система, то смело монтируйте вертикальные стояки с верхней подачей теплоносителя и открытым бачком, установленным на чердаке.

Существует 2 способа удешевления закупки оборудования для теплых полов. Первый – установка вместо смесительного узла гребенки термоголовок RTL, показанных на фото. Они ставятся на коллектор обратной воды и регулируют расход в каждом контуре по температуре теплоносителя.

Второй вариант – использование настенного газового котла, способного поддерживать температуру на выходе до 50 °С. Правда, в таком режиме работы он станет расходовать больше газа и быстрее засоряться от сажи.

Подробный разбор различных систем отопления для двухэтажных частных домов смотрите в последнем видео:

Заключение

Подбирая тип разводки для собственного жилища, продумайте, кто будет ее монтировать. Если вы планируете это сделать самостоятельно, то не беритесь за сложные в исполнении схемы – однотрубные и коллекторные. Кстати, прокладка самотечных трубопроводов – тоже задача не из простых. Ее стоит поручить добросовестным мастерам, которые сделают нормально функционирующее отопление с учетом всех ваших пожеланий.

qustu.com

Однотрубная схема отопления двухэтажного дома

При однотрубной схеме подключения отопительных приборов движение теплоносителя разделяется на две ветви, одна из которых идет на первый этаж, а вторая на второй этаж. На каждом этаже на входе трубы отопления ставится запорная арматура, что позволяет обогревать только половину помещений.

После прохождения через приборы отопления трубы с теплоносителем вновь объединяются в одну, идущую к котлу. Подключение радиаторов на каждом этаже такое же, как и для одноэтажных построек.

Для регулирования уровня нагрева радиаторов и проведения балансировки системы на входе каждого отопительного прибора устанавливается запорная арматура. На выходе из радиатора также устанавливается запорная арматура, предназначенная для его отключения в случае замены или ремонта. При таком подключении замену приборов отопления можно выполнять без остановки всей системы и слива воды. Также на каждый радиатор в верхней его части устанавливается вентиль для сброса воздуха.

Установка радиаторов выполняется с байпасной линией, что в значительной мере повышает равномерность прогрева помещения. Монтировать отопительные приборы можно и без байпасной линии, но в этом случае необходимо устанавливать в доме отопительные приборы различной тепловой мощности с учетом потери остывания теплоносителя: чем дальше от котла, тем больше секций должно быть у радиатора. Если не следовать этому правилу, то в одних комнатах будет жарко, а в других, наоборот, холодно.

Схема отопления двухэтажного дома может быть и без запорной арматуры, вернее, с меньшим ее количеством, но при этом в значительной степени снижается ее маневренность. В этом случае вести речь о раздельном отоплении первого и второго этажей уже не придется.

Достоинства и недостатки однотрубной системы отопления

• Однотрубная система отопления относительно проста в монтаже
• Ее использование обеспечивает эффективную теплоотдачу
• Однотрубная система отопления двухэтажного дома позволяет сэкономить на материалах.

К недостаткам отопительной системы этого вида следует отнести неравномерность распределения тепла по отопительным приборам, а также необходимость проведения балансировки системы.

Всех этих недостатков лишена двухтрубная система отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией обеспечивает равномерное распределение тепла и является более эффективной системой, не зря ее часто сравнивают с кровеносной системой человека. В ней к каждому отопительному прибору нагретый теплоноситель подается отдельно через ответвление из общей подающей трубы. К обратному трубопроводу от каждого радиатора также предусмотрен отвод.

Радиаторы устанавливаются с воздухоотводчиками и запорной арматурой на трубе подачи, позволяющей менять степень нагрева отопительного прибора. В целях безопасности и во избежание избыточного давления в отопительном приборе, на отводе от радиатора обратной трубы запорная арматура не ставится.  Подающая труба может быть проложена под потолком или под подоконником.

Единственным недостатком двухтрубной системы отопления является ее высокая материалоемкость: трубы нужны в двойном количестве для подачи и обратки. К тому же трубы трудно декорировать, а спрятать их не всегда удается. Всех этих недостатков лишена коллекторная схема отопления.

Коллекторная схема отопления двухэтажного дома

Коллекторная схема с равным успехом может использоваться для обогрева как одноэтажного, так и двухэтажного дома. Работает она только с принудительным движением теплоносителя, который подается предварительно на коллектор. При этом каждый отопительный прибор отдельно подключается к коллектору через запорную арматуру.

Преимущества коллекторной системы

Подобный способ подключения позволяет монтировать и демонтировать отопительные приборы на работающей системе, без ее остановки и слива теплоносителя.

• Системой легко управлять. Каждый ее контур является независимым и может быть подключен к отдельной системе автоматического регулирования с отдельным циркуляционным насосом.
• Можно подключить теплый пол
• Можно спрятать трубы в фальшпол, расположив коллектор в отдельном шкафу
• Система отопления просто монтируется и может быть выполнена «собственными руками»

Чему отдать предпочтение

Любая из приведенных схем отопления двухэтажного дома проверена на практике и неоднократно доказывала свою эффективность. Принципиальной разницы между ними нет. Реализовать на практике намного проще коллекторную схему отопления.
 
 

aquagroup.ru

Из чего состоит и как работает гравитационная система

Схем отопления дома с гравитационной циркуляцией теплоносителя много, и все они способны выдавать максимальный КПД только если трудная разводка не будет слишком длинной – не более 30-35 метров в каждом направлении.

Основные узлы и элементы естественного отопления для одно- или двухэтажного частного дома следующие:

1. Твердотопливный отопительный котел, реже – газовый или электрический;
2. Трубная разводка – ее схема зависит от типа отопительной системы – с одной трубой или с двумя: подачей и обраткой;
3. Радиаторы, батареи или регистры отопления;
4. Расширительная емкость.

Твердотопливная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией функционирует благодаря принципу сжигания в котле дров, угля или пеллетов. Подогретый теплоноситель по трубам подачи движется к радиаторам силами, возникающими из-за разницы давлений холодной и подогретой жидкости, и силами гравитации, возникающими из-за определенного уклона труб. Отдав некоторое количество тепла в атмосферу, теплоноситель движется по трубам обратной подачи в рубашку котла. Расширительный резервуар обеспечивает постоянное поступление жидкости в систему, а также служит для выхода образующегося в трубах воздуха. Цикл оборота теплоносителя будет непрерывным, пока вода нагревается и поддерживается хотя бы минимальное давление в трубах за счет расширительного бачка – поэтому емкость должна монтироваться выше верхней точки отопительной системы. Поэтому такая реализация отопления и носит название «естественной».

В двухэтажном доме гравитационная схема работает так: на второй этаж нагретый теплоноситель подается по вертикальным трубам – стоякам. Давление в вертикальных стояках создается тремя факторами:

1. Работой расширительного резервуара;
2. Расширением нагревающегося теплоносителя;
3. Давлением из-за разницы давлений между горячим и холодным теплоносителем.

Проще говоря, горячая вода поднимается вверх по стоякам в соответствии с законами физики, а остывшая вода устремляется вниз, вытесняясь новым горячим напором. Попав на первый этаж, вода движется по горизонтальным трубам за счет перечисленных выше трех факторов – самотеком. Для полной уверенности в том, что движение теплоносителя не будет остановлено воздушными пробками или участком с застоявшимся теплоносителем, трубы монтируются с уклоном не менее 2 см на 5 погонных метров. Автоматическое удаление воздуха происходит через расширительную емкость – это обязательная часть естественной схемы циркуляции воды в отоплении. Также в бачок выдавливается лишняя жидкость, которая при расширении нагревается.

Поэтому нужно рассчитать объем резервуара, и сделать это можно по следующему алгоритму:

1. Необходимо уточнить, как увеличится объем нагретого теплоносителя (ОТ). Стандартное значение для воды – 5%. Если теплоносителем служит антифриз, то параметр увеличится;
2. Общий объем теплоносителя в контуре (ТК). Проще всего просто замерить количество литров теплоносителя в системе;
3. Узнать значение максимального давления в котле и контуре (ДК) – параметр обычно указывается в сопроводительной документации к нагревательному прибору;
4. Узнать давление в расширительном резервуаре (ДР) – также из документов к устройству.

Для расчета объема расширительного резервуара существует простая формула:

ОТ х ТК х (ДК + 1) / ДК – ДР

Результаты рекомендуется округлять в бо́льшую сторону.

Даже при возникшем давлении в трубах теплоноситель не будет двигаться быстро по понятной причине: теплоноситель тормозится трением о шершавые внутренние стенки труб. Потеря скорости возрастает на поворотах и в разветвлениях труб, при прохождении через вентили и фитинги. Также скорость движения теплоносителя определяется такими факторами:

1. Разностью в высоте центральной точки котла отопления и в высоте центральной точки батареи отопления. Чем больше разница между этими точками, тем быстрее скорость нагретой жидкости в системе;
2. Разностью в плотности остывшего и нагретого теплоносителя – высокая температура создает меньшую плотность воды и бо́льшую разницу давлений.

Температура во всех узлах отопительной системы изменяется скачкообразно, если начальной точкой считать центральные точки нагревательного котла и отопительных батарей. То есть, отопление двухэтажного дома с естественной циркуляцией всегда будет наполовину горячим – в верхней его части, и холодным снизу тоже приблизительно наполовину.

Нагретый теплоноситель расширяется, и его удельная масса становится меньше, то есть плотность падает. Поэтому при одинаковом литраже горячая вода будет весить меньше, чем охлажденная. На практике этот эффект проявляется следующим образом: без наличия верхнего контура в трубной разводке она превращается в обычную схему с сообщающимися сосудами, в которой котел (один из сосудов) должен быть ниже других (труб и радиаторов). Такое расположение устройств приведет к появлению движения теплоносителя, так как он будет стремиться растекаться по всему имеющемуся объему (смотрите рисунок ниже).

Из схемы понятно, что подающий трубопровод с нагретым теплоносителем проходит выше, чем труба обратки с охлажденной жидкостью, и по идее такая схема должна тормозить скорость движения теплоносителя. Но, так как теплоноситель в рубашке котла постоянно нагревается и его плотность становится меньше, он начинает подниматься вверх, и этому помогает выталкивающая его холодная вода из нижней трубы. Зацикленность процесса делает движение теплоносителя постоянным.

На увеличение давления в системе в основном оказывает влияние разница в центральных точках монтажа котла и труб с радиаторами. Немного меньше на величину давления влияет уклон труб, подключающих теплоноситель к радиаторам, и уклон самих радиаторов. Труба подачи должна быть наклонена в сторону по направлению к радиаторам, обратка – в сторону от радиаторов. Все эти условия в сумме создают основную задачу – найти правильное место для установки котла.

Если схема частного отопления монтируется в доме, то нагревательный котел желательно устанавливать в подвальном помещении. Но, так как это не всегда удобно и возможно, котел заглубляют в грунт на первом этаже минимум на 1,5 метра. Это – страховочный вариант, так как схема отопления для двухэтажного здания изначально предполагает достаточную разницу в высоте между агрегатом и батареями. При заглублении котла следует принять необходимые противопожарные меры – сделать бетонный фундамент, защитить стены ямы металлом и листами асбеста.

Саморегулирующаяся система

Разница в температурном режиме жидкости в трубах влияет на организацию ее передвижения по трубам. Схема с вертикальной или горизонтальной разводкой труб по дому с таким типом регулировки давления называется саморегулирующейся. При достижении такой плотности жидкости, при которой охлажденный теплоноситель становится тяжелее нагретого настолько, чтобы начать его передвижение по трубе, сразу же образуется поток, и увеличить скорость потока теплой жидкости можно только увеличением температуры в котле.

Таким образом, естественный процесс сжигания топлива для обогрева дома помогает в другом способе отопления – при помощи радиаторов или батарей. Чем интенсивнее будет гореть топливо, тем быстрее прогреется дом не только от тепла котла, но и от быстро нагревающихся секций радиаторов, так как жидкость в трубах будет передвигаться с увеличенной скоростью. Ускоренное перемещение горячей воды будет наблюдаться, пока воздух в помещении не прогреется, и пока труба обратной подачи не прогреется по всей длине, чем немного замедлит скорость движения воды от котла. Теплый воздух в доме и нагретая обратка автоматически уменьшают разницу в температурах начальной и конечной точки системы, и тормозит передвижение теплоносителя.

Замедление скорости потока автоматически приводит к уменьшению температуры в помещении, и увеличивает разницу в температурах начального и конечного цикла, ускоряя теплоноситель. Так организуется саморегулирование температуры в помещении и скорости движения воды в трубах.

Особенности и разновидности схем отопления с естественной циркуляцией

Отопление с естественным током теплоносителя используется так давно, как давно придумано само трубное отопление. Причем первое время. И достаточно долго, в домах работала только одна схема – с одним трубопроводом, однотрубная схема с разводкой труб по верху. В современных схемах отопления эта разновидность практически не используется, так как двухконтурная схема признана более эффективной. К тому же отопление по двум трубам можно организовать по схеме с нижней или верхней разводкой.

Перечень преимуществ естественного отопления перед отоплением с принудительной циркуляцией:

1. Монтаж и эксплуатация «физики» намного быстрее, проще и экономичнее;
2. Система «гравитации» имеет абсолютную независимость от внешних факторов – электричества, газа, и т.д. В принудительных системах тепло в доме зависит от того, будет работать электрический насос, или нет. К тому же, при отключении насоса в системе обязательно будут появляться воздушные пробки, и все радиаторы придется проверять на их наличие или отсутствие открыванием кранов Маевского;
3. Длительность гарантированной бесперебойной эксплуатации достигает 35-40 лет с металлическими трубами. С трубами ПВХ или из металлопластика система будет служить еще дольше, но из-за своей новизны еще нет такой статистики;
4. Стабильная теплоотдача, обеспеченная саморегулированием системы.

При правильной разводке с соблюдением хотя бы небольшого уклона можно организовать даже отопление по типу «теплый пол», и это не потребует больших капиталовложений или трудозатрат. Саморегулирование в системе с гравитационным движением теплоносителя помогает увеличить скорость перемещения горячей воды и, соответственно, повысить температуру воздуха в помещении, а в схеме по принудительному принципу – наоборот, автоматическая регулировка давления понизит теплоотдачу.

1. Маленькая общая длина труб — при увеличении длины трубопровода нужно повышать давление, и не всегда это можно сделать средствами системы, без включения насоса. Поэтому для многоэтажных зданий естественная циркуляция воды не подходит;
2. Система долго нагревается – намного дольше, чем радиаторы в схеме с циркуляционным насосом. Происходит это из-за того, что все трубы и сам воздух в помещении должны хорошо прогреться, прежде чем начнется ускоренное движение теплоносителя;
3. Явный недостаток системы с гравитационным перемещением теплоносителя – некоторое непродолжительное время котел сжигает топливо почти вхолостую, и КПД отопления ниже, чем показатель системы с принудительной циркуляцией.

jsnip.ru

Другие статьи по теме:

Клапан подпитки системы отопления Расход газа на отопление Водяное отопление в частном доме своими руками Автономное отопление электрическое Подпиточный клапан для системы отопления Газовые печи для отопления частного дома