Особенности отопления двухэтажного дома
Схема с естественной циркуляцией
Подключение радиаторов, однотрубные и двухтрубные системы
Как сделать коллекторное отопление
Однотрубная схема отопления частного дома
Куда ставить
Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.
Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления
Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве
Остальное неважно
По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла. При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.
Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.
Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет
Принудительная циркуляция
Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).
Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.
Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией
Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.
Естественная циркуляция
Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.
Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией
Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.
Особенности монтажа
Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».
Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.
Схемы двухтрубной системы отопления двухэтажного дома
Здесь мы рассмотрим несколько простых, наиболее распространенных двухтрубных схем водяного отопления двухэтажного дома, которые вполне можно сделать своими руками:
- с попутным подключением радиаторов, которые в свою очередь могут быть с горизонтальной или вертикальной, верхней или нижней разводкой;
- лучевую или коллекторную.
Каждая из них имеет свои особенности, свои плюсы и минусы и может быть как открытой, так и закрытой, как с естественной циркуляцией теплоносителя, так и с принудительной.
Такая схема отличается простотой и предполагает наличие двух горизонтальных контуров (петель) на каждом этаже. При этом, для того, чтобы сохранялись условия для естественной (гравитационной) циркуляции теплоносителя магистральные трубы контуров, как подающая, так и отводящая (обратка) должны быть смонтированы с уклоном 3-5. При верхней разводке подающей трубы сделать это достаточно просто. Недостаток – подающие трубы несколько портят интерьер.
Рис.1 Схема открытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с горизонтальной разводкой и естественной циркуляцией
Такой вариант будет наиболее подходящим для энергонезависимого твердотопливного котла, когда хотят достичь максимальной автономии и независимости от наличия электроэнергии. Для разводки по такой схеме могут использоваться, как металлические (желательно), так и пластиковые или металлопластиковые трубы. В последних двух случаях, необходимо, чтобы подающая магистраль (в данном случае стояк) на расстоянии 1,5-2 м от котла, была металлической.
Открытая, с вертикальной разводкой и комбинированной циркуляцией
В данной схеме радиаторы на разных этажах подключаются с помощью вертикальных стояков. Система выполнена так, что может работать с естественной циркуляцией, но в нее, перед котлом, врезан байпас с циркуляционным насосом и запорной арматурой. Таким образом, система имеет возможность работать, как с принудительной, так и с естественной циркуляцией.
Рис. 2 Схема двухтрубного отопления двухэтажного дома с вертикальной разводкой и комбинированной циркуляцией
Закрытая, с горизонтальной нижней разводкой и принудительной циркуляцией
Такая схема предполагает использование в качестве расширительного, герметичного мембранного бака и наличие в системе избыточного давления (обычно, около 1,5 бар(атм.)). Если в качестве генератора используется электрический или газовый котел, который автоматически отключается при отсутствии электроэнергии, то такой вариант может быть вполне приемлемым. Нижняя разводка подающей трубы позволяет более эстетично вписать ее в интерьер помещения. Кроме того, при такой разводке, трубы могут быть проложены скрытым способом, например, под полом.
Рис. 3 Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
Закрытая лучевая (коллекторная) с нижней разводкой
Это еще один двухтрубный вариант, который отличается тем, что в нем каждый радиатор подсоединяется отдельно, с помощью специальных распределительных гребенок – коллекторов. Такие распределители, обычно, монтируются отдельно для каждого этажа, в нишах или других доступных, но малозаметных местах. Возможен также вариант размещения коллектора для всего дома в котельной или подвале. Но это потребует расхода дополнительное количества труб, что и так является одним из главных недостатков таких схем. Но, с другой стороны, они позволяют максимально удобно регулировать подачу тепла к каждому радиатору и наиболее равномерно распределять тепло по дому. При использовании коллекторной схемы разводки системы отопления, чаще всего, трубы укладывают скрытым способом, под полом или в нишах.
Рис. 4 Схема коллекторной (лучевой) системы отопления двухэтажного дома
2 Однотрубная система
Базовые виды схем отопления
Основные схемы разводки
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.
Экономические соображения
Разновидности циркуляционных насосов
Выбор расширительного бака для закрытого отопления
На что смотреть при выборе
Выбрать циркуляционный насос станет гораздо проще, если вы обратите внимание на следующие параметры:
Производительность. Разные отопительные системы нуждаются в помпе с оптимальным уровнем производительности. Поэтому владельцу дома следует знать мощность установленного котла. Например, если в контуре функционирует прибор, рассчитанный на 40 кВт, в таком случае насос должен иметь пропускную способность 2.4 м³/ч.
Высота подъема
Еще одна важная характеристика, на которую обязательно следует обращать внимание. Эксперты советуют использовать такую простую формулу: на 10 метров трубопровода – напор 0.6 метров
Таким образом, не составит большого труда подсчитать, что отопительной магистрали 100 метров потребуется насос с высотой подъема 6 метров.
Регуляция потоковой скорости. Достаточно полезная опция, за счет которой может самостоятельно менять скорость движения воды. Некоторые модели оснащены переключателем на 2-3 позиции, более современные имеют электронные регуляторы, которые автоматически меняют скорость. Основное: показатель не должен превышать 1.6 м/с.
Уровень мощности. Каждый насос имеет собственный электродвигатель, обладающий определенным уровнем мощности. Чем тоньше труба в отопительной системе, тем большую мощность должен иметь потом. Некоторые модели имеют мощность 100 Вт, более сложные модели – 150 Вт.
Материалы. Обратите внимание на то, из каких материалов произведены детали и узлы, ведь именно это влияет на срок службы прибора. В идеале, корпус должен быть чугунным, рабочее колесо и крыльчатка – пластиковым.
В каких домах выгоден однотрубный «самотек»?
Распространенные ошибки при монтаже
В каких домах выгоден монтаж насосных однотрубных систем?
Снижение длины труб отопления относительно двухтрубных схем присуще многоэтажным жилым домам, промышленным зданиям (цехам, складам), характеризуемым длинами контуров отопления в сотни метров. Применение «однотрубки» в них реально экономит отопительные трубы. Широкое применение в индивидуальном строительстве объясняется недопониманием реального соотношения затраты-достоинства данного типа отопления заказчиками и теплотехниками-практиками.
В небольших двухэтажных домах площадью около 100 кв.м (50 кв.м – первый этаж, 50 кв.м – второй) часто монтируют «однотрубку», хорошо работающую при коротких контурах, содержащих 4-5 отопительных приборов. Большие дома со множеством радиаторов плохо подходят для однотрубных схем, хотя реально работают объекты с десятком батарей в этажном контуре, как в показанной ниже смешанной вертикально — горизонтальной однотрубной схеме.
Однотрубная система смешанного (вертикально — горизонтального) типа.
Возможность двухтрубной отопительной системы: двухэтажный загородный коттедж
Проектирование системы отопления для двухэтажного дома
Отопительная система здания, в котором больше одного уровня должна обеспечивать подъем теплоносителя на высоту этажа. Схема подключения отопления в двухэтажном частном доме может быть с принудительной или естественной циркуляцией теплоносителя, с вертикальным или горизонтальным расположением стояков, с нижней или верхней разводкой. И, конечно же, она может предполагать однотрубную или двухтрубную разводку. Прежде чем выбрать тот или иной вид схемы отопительной системы, нужно ознакомиться с достоинствами и недостатками каждого из них.
Естественная циркуляция теплоносителя
Отличительной особенностью схемы с естественной циркуляцией теплоносителя является размещение труб системы под небольшим углом, чтобы «помочь» жидкости перетекать из одной части схемы в другую.
Система с естественной циркуляцией теплоносителя – трубы располагаются под угломИсточник strojdvor.ru
Естественная или самотечная схема отопления двухэтажного дома функционирует за счет того, что жидкость (теплоноситель), при нагревании расширяется, и плотность ее снижается. В неплотном состоянии она поднимается по разгонному вертикальному участку в радиаторы второго этажа. После этого в остывшем плотном состоянии пускается вниз по трубопроводу и попадает в котел для дальнейшего нагрева.
Системы с естественной циркуляцией имеют свои преимущества:
- экономичность при установке;
- простота монтажа и эксплуатации;
- отсутствие шума, который возникает при работе насоса в принудительных системах;
- независимость от энергоснабжения, но только в том случае, если котел может работать без подачи электричества;
- не требует частого ремонта, так как состоит из простых элементов.
Минусы:
- Система с естественной циркуляцией имеет совсем небольшой радиус действия, и поэтому не подходит для домов с площадью более 100 кв. метров.
- Система требует обязательной установки расширительного бака в чердачном помещении, а это означает, что с возникнут дополнительные сложности при обустройстве отопления на жилом подкрышном этаже – мансарде.
Расширительный бак в такой схеме надо устанавливать в верхней точке системыИсточник pinterest.co.uk
- Помещения при отоплении с естественной циркуляцией прогреваются очень медленно. От момента запуска котла до полного прогревания дальних помещений может пройти несколько часов.
- В проходных помещениях, в которых не установлены радиаторы, необходимо утеплять трубы, поскольку в этих местах существует риск замерзания жидкости.
Нюансы расчета монтажа схемы системы отопления с принудительной циркуляцией
От грамотной установки отопительного контура зависит, насколько долго и безаварийно будет работать отопление в доме. Поскольку жидкость в системе закрытого типа не контактирует с окружающей средой, она не может испариться. Нагреваясь, теплоноситель расширяется, повышая тем самым давление внутри системы. Поскольку замкнутая система отопления с принудительной циркуляцией не подразумевает возможности выхода воды за пределы контура, нужен расширительный бачок, который примет излишний объем на себя.
Бачок присоединяют к трубопроводу обратки, так же, как и циркуляционный насос, т.к. именно на этом участке нагрев теплоносителя минимальный. Поскольку горячая жидкость сокращает срок службы насоса, лучше устанавливать его в месте, где температура воды минимальна.
За счет того, что трубы в системе с насосом имеют меньший диаметр сечения, объем теплоносителя, циркулирующего по ним, меньше объема жидкости, необходимой для отопления аналогичного дома без участия насоса. Этот фактор положительно влияет на условия эксплуатации расширительного бака, в системе с насосом бак дольше не выходит из строя. Система отопления с принудительной циркуляцией не доставляет столько неудобств как естественная циркуляция.
Также, современные модели нагревательных котлов часто имеют механизмы регуляции температуры воды в зависимости от времени суток, которые работают автоматически. Этот нюанс позволяет сделать работу контура более экономичной.
Современный котел отопления имеет большие возможности и различные регулировки, это облегчает его эксплуатацию
В целях увеличения поверхности нагрева в контур может быть установлена ребристая труба для отопления. Всем известные батареи отопления из чугуна являются разновидностью ребристых труб. Такие конструкции за счет увеличения поверхности нагревателя обеспечивают более равномерный и качественный прогрев помещения. Ребристые трубы лучше устанавливать в нежилых помещениях, т.к. из-за сложной формы они легко накапливают пыль.
В отличие от самотечного контура, где нет циркуляции в системе отопления, конструкция с насосом требует тщательного подхода. Одна из первостепенных задач, которую нужно разрешить при проектировании, будет ли это однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией или двухтрубная. Первый вариант экономичнее и проще в установке, но двухтрубная система отопления с принудительной циркуляцией более производительна.
Схема отопления трехэтажного дома с самотечной циркуляцией легко переоборудуется в контур с принудительной циркуляцией воды. Для этого присоединяют к ней водяной насос и расширительный бачок. Таким образом, модернизируют схему отопления и поддерживают комфортную температуру в жилище независимо от погоды за окном.
Выбор циркуляционного насоса
Когда покупают циркуляционный насос, учитывают его надежность, количество потребляемой электроэнергии и понятный принцип работы. Принудительное отопление зависит от мощности агрегата и напора, который он способен создавать. При оценке этих характеристик отталкиваются от размеров помещения, для обогрева которого приобретается насос. Так, для частного дома площадью в 250 кв.м. потребуется насос с напором в 0,4 атмосферы и мощностью 3,5 куб. м/час. Если дом просторный и его квадратура превышает 500 кв. м, то требуемая мощность насоса – 11 куб. м/час, а напор – 0,8 атмосфер. При покупке насоса для конкретного помещения целесообразно провести индивидуальный расчет, который учтет индивидуальные особенности: протяженность контура, количество батарей отопления, диаметр трубопровода, материал труб, вид топлива.
ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО
Отопление с принудительной циркуляцией снижает теплоотдачу, когда внутри трубопровода образуются воздушные пробки. Движение теплоносителя по контуру затрудняется. Воздушные заторы возникают вблизи радиаторов, на вертикальных участках контура. Чтобы избежать этой проблемы, на каждый радиатор устанавливают кран Маевского, автоматические воздухоотводчики. Это эффективный способ исключить нарушения в работе системы, связанные с попаданием воздуха в трубы. Cистема отопления с принудительной циркуляцией всегда на высоте.
Основные критерии выбора насоса
Чтобы циркуляционный насос можно было использовать для отопления частного дома, нужно в первую очередь определиться с необходимыми значениями его основных показателей. И только затем уже выбирать производителя и модель по таким параметрам, как бренд, качество и цена.
Максимальный напор и расход
У каждого насоса существует две главные характеристики:
- максимальный напор – на сколько метров агрегат сможет поднять столб воды;
- максимальный расход – сколько кубометров в час пропустит насос при условии полностью горизонтального контура без сопротивления.
Эти две величины являются “идеальными”, недостижимыми в реальных условиях. Они служат крайними точками в кривой зависимости напора от расхода. Эта функция в графическом виде для разных режимов работы насоса есть в руководстве пользователя.
Для контура, по которому протекает теплоноситель, по сложным формулам составляют кривую зависимости между расходом воды и потерей напора по причине гидравлического сопротивления элементов сети.
Место пересечения этих двух кривых называют “рабочей точкой насоса”. Она покажет расход теплоносителя, который обеспечит этот аппарат для конкретной гидравлической системы.
Зная эту величину и сечение отопительных труб, можно рассчитать скорость движения воды по ним. Оптимальное значение находится в диапазоне от 0,3 до 0,7 м/с.
Расчетный расход теплоносителя при работе насоса на втором режиме будет равен 2.3 м3/ч. При диаметре труб 1,5 дюйма скорость протекания по ним будет 0,56 м/с. Рассматриваемая модель подходит для этой отопительной системы (+)
Желательно, чтобы по расчетам достаточным было бы функционирование насоса на второй (средней) скорости.
Это обусловлено следующими причинами:
- Погрешность в вычислениях. Реальные значения сопротивления отопительного контура могут отличаться от расчетных. В этом случае для достижения нормальной скорости, возможно, потребуется переключить режим на более или менее мощный.
- Вероятность добавления новых элементов, таких как радиаторы, устройства контроля и т.д. В этом случае возрастет сопротивление, что приведет к уменьшению скорости потока. Для решения этой проблемы может понадобиться переключение на третью скорость.
- Повышенный износ оборудования при максимальной нагрузке. Работа на средней мощности значительно продляет срок безаварийной эксплуатации механических устройств. Это правило относится и к насосам.
Сейчас современные устройства для принудительной циркуляции оснащают автоматизированными системами поддержания оптимальных параметров работы. С их использованием стало гораздо проще добиться нужной температуры в помещениях.
Другие важные характеристики
Насос необходимо подбирать, учитывая параметр “диаметр резьбы”. Он должен соответствовать внутреннему размеру труб отопления.
Для подсоединения насоса к трубам отопительного контура используют специальные накидные гайки, которые обычно идут в комплекте с оборудованием
Еще одним важным параметром является шум от работы прибора. Так как часто стоит задача выбрать тихий циркуляционный насос для системы отопления жилых помещений, то этот показатель практически все производители указывают наряду с техническими данными.
Чтобы не ошибиться в предназначении насоса, необходимо обратить внимание на диапазон допустимых температур, который определен для перекачиваемой жидкости. Верхний предел должен быть не менее 110°C, так как закипание воды в замкнутой системе происходит приблизительно при такой температуре
Если нижнее значение меньше 0°C, то допустимо включать насос при отрицательной температуре циркулирующего в системе антифриза. При замерзшей воде, даже в случае сохранившего свою целостность контура, производить пуск прибора нельзя. Сначала нужно будет разморозить систему.
