Требования к индивидуальной системе отопления
Тепловой узел следует формировать таким образом, чтобы он соответствовал проекту здания. Расположение элементов функционального типа должно быть удобным для использования и проведения плановых работ по ремонту так, чтобы не были нарушены конструктивные целостности дома.
Итак, вот список базовых требований, которые предъявлены к современным системам отопления:
- Простота монтажных работ и технического обслуживания.
- Энергоэффективность.
- Высокие показатели тепловой отдачи.
- Частичная (а лучше полная) независимость от электрической энергии.
Перед тем, как начать проектирование теплового снабжения, следует выбрать самый экономный для вас источник энергии тепла – камин или печь, воздушное/водяное/электрическое/паровое отопление. Еще следует определиться с принципиальной схемой разводки, а также правильно произвести расчеты мощности и оценить нагрузку на систему с учетом всех особенностей.
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.
Система отопления с циркуляционным насосом чаще всего встречается в современных проектах
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.
Типы циркуляции в СО
В отличие от многоквартирных жилых зданий, в которых централизованная поставка горячего теплоносителя ограничивает жителей квартир в выборе системы отопления (практически у всех жильцов – ленинградка с принудительной подачей жидкости), владельцы частных двухэтажек вправе самостоятельно определяться с типом установки своими руками СО с естественным типом циркуляции или принудительным вариантом транспортировки тепла. Рассмотрим отличительные особенности каждого из типов подачи применительно к двухэтажным строениям.
Естественная
Принцип действия данной системы базируется на процессе вытеснения горячей воды более холодной за счет разницы плотностей жидкостей при разных температурах нагрева.
По этой причине нередко контуры отопления с естественным побуждением движения тепла называют также гравитационными или самотечными системами.
Схема самотечного движения водяного теплоносителя при отоплении двухэтажки
Для контура циркуляции на гравитационном побуждении водяного теплоносителя характерны следующие особенности:
- низкая скорость перемещения водяной массы по теплотрассе;
- необходимость использования труб больших диаметров (Ду не менее одного-полутора дюймов);
- строгое соблюдение при монтаже своими руками необходимых уклонов горизонтальных участков;
- для обеспечения всех уклонов нередко котел приходится утапливать в специальном углублении.
Гравитационная схема в какой-то степени морально устарела. К ней не применимы современные тенденции в модернизации систем отопления частных построек:
- в самотечных контурах не ставят полимерные трубы, поскольку существует вероятность их расплавления при вскипании воды в трубопроводе при высоких нагрузках на котел;
- отсутствует возможность регулировки локального участка теплотрассы или отдельного отопительного прибора;
- невозможность отключения отдельного радиатора без нарушения работы всей СО.
Все эти недостатки перекрываются одним огромным плюсом, благодаря которому самотечные системы до сих пор монтируются. Этот важный фактор – энергонезависимость отопления, то есть возможность обогревать дом без электроэнергии в районах с перебоями с электричеством.
Принудительная
В данных системах движение теплоносителя происходит за счет нагнетания избыточного давления циркуляционным насосом.
Схема движения теплоносителя в СО напорного типа в двухэтажном здании
По сравнению с гравитационными контурами принудительная циркуляция в двухэтажных домах имеет ряд преимуществ:
- более высокая скорость перемещения жидкости в трубах;
- небольшие диаметры проходного сечения труб теплотрассы;
- возможность укладки труб удобным для монтажа способом;
- возможность реализации любого проекта по автоматизации управления микроклиматом в жилище;
- несложная регулировка параметров системы.
В двухэтажных строениях старой постройки с установленной ранее самотечной системой допускается в рамках модернизации установка насоса, что позволит реализовать основные достоинства напорных систем.
Трубы для водяного отопления
Чтобы обустроить теплоснабжение в двухэтажном доме, используют самые разные трубы.
Если строится элитный особняк, то чаще всего его владельцы отдают предпочтение медным изделиям, которые обладают особенностями:
- повышенной коррозионной стойкостью;
- циркуляция теплоносителя может происходить при его значительной температуре и под достаточно высоким давлением.
Для соединения труб используют метод пайки.
Медный трубопровод имеет следующие преимущества:
- надежность;
- длительная безотказная эксплуатация;
- повышенная степень теплоотдачи.
Недостаток изделий из меди – это их высокая стоимость.
В последние годы большой популярностью, когда выполняется схема разводки отопления двухэтажного дома, пользуются металлопластиковые трубы.
Они из года в год все больше вытесняют с отечественного рынка трубы из чугуна или стали, поскольку имеют массу преимуществ:
- внутри изделий не образуются отложения, а это означает, что отсутствие осадков не допускает снижения эффективности функционирования отопительной конструкции;
- устойчивость к коррозийным процессам;
- доступная цена;
- простота монтажа и дальнейшего подключения. Работы по установке труб выполняют при помощи резьбовых или прессовых соединений. Для монтажа не требуется сварка и дорогостоящие инструменты, что позволяет завершить создание системы в кратчайшие сроки.
Правда, некоторые владельцы двухэтажных домов предпочитают традиционные варианты, к которым относятся стальные или полипропиленовые трубы.
Причины, почему они все еще популярны, заключаются в следующих характеристиках:
- доступности;
- хорошей степени теплоотдачи;
- долговечности.
Совместимость с разными котлами
Настенная конструкция подходит для любых конфигураций с принудительной циркуляцией. Поскольку часто такие приборы снабжены встроенным насосом и закрытым расширительным баком, их применение упрощает проектирование и установку теплосети. Но ограничения по максимальной мощности не позволят справиться с отоплением жилья большой площади.
Энергонезависимые напольные агрегаты совместимы с любыми одно- и двухтрубными конфигурациями с гравитационной или принудительной циркуляцией. При подключении электронасоса такой котел справится с отоплением любой площади. Допускает сборку открытой системы. Главный недостаток, он же достоинство – прибор требует отдельного помещения с принудительной вентиляцией и дымоотводом.
Какая система лучше
Для качественного обогрева двухэтажных домов может быть применено как одноконтурное, так и двух контурное подключение.
Экономический и технический эффект отопления двухэтажных небольших домов с малой длиной трубопровода наблюдается при внедрении однотрубных систем.
Для двухэтажных домов большой площади рекомендовано применение двухтрубных отопительных систем с принудительной циркуляцией. Нагрузка насоса зависит от двух параметров: диаметра труб и площади отапливаемых помещений.
Рекомендации по эксплуатации сети отопления:
- Насосы выбирают из керамических деталей с механической системой регулировки, которые бесшумные в работе и долговечны.
- Соединения и фитинги должны быть качественно защищены от протеканий жидкости.
- Фитинги должны быть выбраны в зависимости от материала и диаметра труб.
- Установка радиаторов должна быть выполнена под оконными проемами для уменьшения потерь тепла. Количество секций радиаторов зависит от площади и типа отапливаемого помещения. Температурный уровень для жилых комнат выше, чем для нежилых (для кухни количество секций должно быть уменьшено, т.к. в помещении предполагается работа нагревательных элементов – газовых и электроплит).
Для снижения потерь на каждый блок радиаторов рекомендовано установить термостаты – для постоянной регулировки параметров отопительной сети. - Мощность котла выбирается исходя из площади комнат, длины магистральных участков, количества окон, климатических условий региона, наличия утепления внешних стен здания др.
- Для систем с антифризом в качестве теплоносителя, в связи с физическими характеристиками, количество радиаторов в сети должно быть увеличено.
Система отопления двухэтажного дома с теплым полом
Способ циркуляции воды
Первым делом, разберем наиболее важные моменты. Одним из них является способ циркуляции воды. Основной принцип работы системы отопления довольно прост. В специальном котле, виды которого мы обсудим позже, происходит нагрев теплоносителя. Затем горячая вода (или то, что ее заменяет) по трубам идет в место назначения, а точнее — в радиаторы. Этот маршрут называется прямым током.
В процессе своего путешествия теплоноситель естественным образом потихоньку остывает. Пройдя через радиаторы, он должен вернуться обратно для повторного подогрева. Таким образом, вода беспрестанно «бегает» по кругу. И это движение может происходить либо естественным, либо принудительным путем.
Естественная циркуляция
Циркуляция воды естественным способом происходит исключительно под влиянием законов физики, которые мы знаем еще из школьного курса. Если кто-то напрочь забыл, о чем говорилось на некоторых уроках, напомним: плотность горячей воды отличается от того же показателя холодной.
Что это нам дает? То, что более плотная холодная вода по факту возвращения в котел вытесняет горячую, как бы выпихивая ее оттуда и, тем самым, провоцируя на новый заход по нужному маршруту. С такой подачи теплоноситель устремляется в стояк, из которого разбегается по сделанным ответвлениям, ведущим к радиаторам.
Чтобы этот путь был еще проще, трубы, ведущие от стояка к батареям, монтируются под небольшим уклоном. Буквально 3–5 градусов в сторону радиатора — и вот уже воде ничто не мешает достичь цели.
С одной стороны, это самый простой способ получить тепло в доме. Единственная сложность заключается, пожалуй, в соблюдении необходимого уклона труб во время установки. Поэтому справиться с монтажом такой системы может даже неопытный мастер.
С другой стороны, давление при естественной циркуляции довольно невелико. И это приводит нас к первому различию систем в одноэтажном и двухэтажном доме. Дело в том, что при естественной циркуляции длина контура довольно ограничена, как и количество радиаторов, которые можно к нему присоединить.
Вода идет по трубам не слишком быстро, а в процессе постепенно остывает. Если маршрут будет слишком длинным, то к его концу теплоноситель уже не сможет выполнять свои функции, и вы получите практически неотапливаемые помещения. Да и для поднятия на второй этаж давления просто не хватит. Поэтому для двухэтажного здания такой вариант не подходит.
Принудительная циркуляция
В отличие от предыдущего метода, здесь все решает дополнительное оборудование — циркуляционный насос. Он отвечает за движение воды и, соответственно, за давление в трубах. С помощью циркуляционного насоса необходимое ускорение задается как прямому, так и обратному ходу теплоносителя.
Это оборудование может обладать различной мощностью, а потому вполне реально подобрать необходимые параметры для здания с любыми габаритами. Циркуляционный насос легко загонит воду и на второй этаж, и на третий, при этом она не успеет остыть. То есть ограничение длины контура, свойственное случаям с естественной циркуляцией, здесь не имеет значения.
Монтаж системы с циркуляционным насосом не вызывает особых затруднений. Некоторые моменты реализуются даже проще, чем при естественной циркуляции — например, отпадает нужда соблюдать необходимый уклон участков трубопровода, подводящих теплоноситель к радиаторам.
Но есть, конечно, и минусы. Помимо самого факта необходимости приобретения оборудования (и сопутствующих этому затрат), необходимо учитывать еще и то, что для работы циркуляционного насоса необходима электроэнергия. Если в вашем месте проживания отключение света является довольно регулярным событием, то необходимо позаботиться о приобретении и установке запасного генератора.
В противном случае, при отключении электричества в зимний период вы рискуете получить не только охлаждение помещений, но и нарушение работоспособности всей отопительной системы. Если насос простоит долгое время, а во внешней атмосфере будет температура ниже нуля, то вода в трубах замерзнет и расширится. Это напрямую скажется на состоянии трубопровода.
Впрочем, запасной генератор, в любом случае, является полезной вещью, поэтому его приобретение наверняка не раз вас выручит. Если же не зацикливаться на зависимости от электроэнергии, то принудительная циркуляция является оптимальным — а для двухэтажных домов и единственно возможным — вариантом.
Отопление теплыми полами
Главная «фишка» теплого пола — установка одного крупного, но маломощного «радиатора» в подпольное пространство, вместо использования системы стандартных навесных радиаторов. Это обеспечивает более равномерное распределение тепла, повышает комфорт в помещении и, при грамотной реализации системы, снижает энергозатраты. Однако и теплый пол не лишен своих недостатков. К ним можно отнести:
- длительное время прогрева полностью остывшего помещения;
- возможность возникновения конденсата ввиду почти полной изолированности от внешних факторов;
- сложности расчета и монтажа системы.
В ходе недавних исследований отмечено, что помещение с теплым полом при прочих равных факторов можно прогревать до температуры на 2ºC ниже, чем помещение с классическим отоплением, и это никак не скажется на комфорте человека. Один этот факт позволяет экономить до 10-15% энергии.
Особенности отопления двухэтажного дома
Самая большая особенность отопительной системы в двухэтажном доме — это подъем теплоносителя на определенную высоту. Но во всем остальном это обычная схема, в которой присутствуют отопительный котел, радиаторы, трубная система, запорная арматура, расширительный бачок и приборы контроля и управления. Если правильно подобрать все составляющие системы, то отопление будет работать, как швейцарские часы
И неважно, на каком топливе функционирует оборудование — все зависит от правильной комплектации
Основные схемы отопления
По конструктивным особенностям систему отопления двухэтажного дома можно разделить на несколько видов:
- Одно- и двухтрубная.
- С верхней или нижней разводкой.
- С горизонтальным или вертикальным расположением стояков.
- С естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.
- С магистральным или тупиковым движением теплоносителя.
Подключение системы к котлу
Как видите, вариантов немало, но есть среди них один, который объединяет все виды и является оптимальным. Эта схема с принудительной циркуляцией
При этом неважно, какую форму вы выберите для собственного дома. Установив в систему циркуляционный насос, вы решаете сразу все проблемы
Поэтому многие загородные застройщики стараются обойтись малыми силами и выбирают малозатратный вариант разводки труб, тем самым экономя на приобретении труб и запорной арматуры, а также на монтажных работах
Поэтому многие загородные застройщики стараются обойтись малыми силами и выбирают малозатратный вариант разводки труб, тем самым экономя на приобретении труб и запорной арматуры, а также на монтажных работах.
Почему принудительная циркуляция позволяет избежать любых проблем? Дело в том, что циркуляционный насос создает внутри трубной системы небольшое давление, которое помогает распределить теплоноситель равномерно. Горячая вода движется со скоростью выше той, что действует при естественной циркуляции, но при этом эта скорость позволяет эффективно нагреваться воде в отопительном котле. При такой системе появляется возможность достичь эффективного разноса теплоносителя по всем радиаторам.
Выбираем схему отопления
Из разных схем разводки труб однотрубная система в двухэтажных домах используется редко. Причина — неудобство регулирование теплоотдачи отдельного прибора отопления. Да и при проведении ремонта приходится отключать всю систему полностью и сливать теплоноситель, что приводит к быстрому остыванию дома. Вот почему специалисты отдают предпочтение двухтрубной схеме.
Последняя во всех отношениях является универсальной и практичной. Ведь конструкция трубной схемы подразумевает подсоединение каждого радиатора к двум отдельным магистралям — к подаче и обратке. А если установить регулировочный кран или вентиль, то можно каждый прибор регулировать на предмет повышения или понижения температуры. Это в последнее время становится немаловажным фактором, влияющим на экономию расхода энергоносителя. К примеру, ночью нет необходимости отапливать некоторые комнаты. Можно в них на радиаторах уменьшить зазор подачи теплоносителя, и потребление тепла сразу снизится, что уменьшит подачу топлива на горелку отопительного котла.
Подсоединение труб к котлу
Но из всех представленных схем разводки труб коллекторная считается оптимальной. Почему? Есть несколько позиций, которые говорят об эффективности этой схемы:
Во-первых, от обогревательного котла, который может быть расположен на первом этаже или в подвале, отходит один вертикальный стояк. Венец стояка — это сам коллектор и расширительный бак. Если говорить о коллекторе, то это трубный узел, который распределяет теплоноситель по отопительным батареям. При этом в каждый прибор поступает горячая вода с одинаковой температурой.
Во-вторых, в коллекторе установлены регулировочные клапаны. Не на радиаторах, а на отводных трубах коллектора. Так что узел является не только распределительным, но и регулировочным. Нет необходимости бегать по комнатам и регулировать подачу теплоносителя у каждого радиатора — все скомпоновано в одном месте, что очень удобно.
В-третьих, с коллекторной системой есть возможность провести скрытую разводку трубопроводов. Сам коллекторный узел и расширительный бачок можно расположить в чердачном помещении и оттуда спустить контуры, пряча их в стены. Это позволяет улучшить дизайн интерьера, что и привлекает потребителей
Но обратите внимание на то, чтобы чердак был отапливаемым. Если это условие не выполняется, то придется провести ряд мер по теплоизоляции оборудования.
Особенность схемы горизонтальной прокладки труб
Схема горизонтального отопления в двухэтажном доме
В подавляющем большинстве горизонтальная двухтрубная система отопления с нижней разводкой устанавливается в одно или двухэтажных частных домах. Но, кроме этого, она может применяться для подключения к централизованному отоплению. Особенностью подобной системы является горизонтальное расположение основной и обратной (для двухтрубной) магистрали.
При выборе этой системы прокладки трубопроводов необходимо учитывать нюансы подключения к различным видам отопления.
Центральное горизонтальное отопление
Для составления инженерной схемы следует руководствоваться нормами СНиП 41–01–2003. В нем говорится, что горизонтальная разводка системы отопления должна обеспечивать не только должную циркуляцию теплоносителя, но и обеспечить его учет. Для этого в многоквартирных домах обустраивают два стояка — с горячей водой и для приема остывшей жидкости. Обязательно выполняется расчет горизонтальной двухтрубной системы отопления, в которую входит монтаж теплового счетчика. Он устанавливается на входном патрубке сразу после подключения трубы к стояку.
Кроме этого, учитывается гидравлическое сопротивление на определенных участках магистрали
Это важно, так как горизонтальная разводка системы отопления будет эффективно работать только при поддержании соответствующего напора теплоносителя
В большинстве случаев для многоквартирных домов устанавливается однотрубная горизонтальная система отопления с нижней разводкой. Поэтому при выборе количества секций в радиаторах нужно учитывать их удаленность от центрального распределительного стояка. Чем дальше будет расположена батарея – тем больше должна быть ее площадь.
Автономное горизонтальное отопление
Отопление с естественной циркуляцией
В частном доме или в квартире без подключения к центральному теплоснабжению чаще всего выбирается горизонтальная система отопления с нижней разводкой. Однако при этом нужно учитывать режим работы — с естественной циркуляцией или принудительной под давлением. В первом случае сразу от котла монтируется вертикальный стояк к которому подключаются горизонтальные участки.
К преимуществам этой схемы обустройства поддержания комфортного уровня температуры можно отнести следующее:
- Минимальные затраты на приобретение расходных материалов. В частности, горизонтальная однотрубная система отопления с естественной циркуляцией не включает в себя циркуляционный насос, мембранный расширительный бак и защитную арматуру — воздухоотводчики;
- Надежность работы. Так как давление в трубах равно атмосферному — превышение температурного режима компенсируется с помощью расширительного бачка.
Но также следует отметить и недостатки. Главным из них является инертность системы. Даже грамотно спроектированная горизонтальная однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией не сможет обеспечить быстрый нагрев помещений. Это объясняется тем, что теплосеть начинает свое движение только после достижения определенной температуры. Для домов большой площадью (от 150 м.кв.) и при наличии двух этажей и более рекомендуется горизонтальная система отопления с нижней разводкой и принудительной циркуляцией жидкости.
Отопление с принудительной циркуляцией и горизонтальным расположением труб
В отличие от вышеописанной схемы для принудительной циркуляции не нужно делать стояк. Напор теплоносителя в горизонтальной двухтрубной системе отопления с нижней разводкой создается с помощью циркуляционного насоса. Это отражается на улучшении эксплуатационных качеств:
- Быстрое распределение горячей воды по всей магистрали;
- Возможность регулирования объема теплоносителя для каждого радиатора (только для двухтрубной системы);
- Для установки требуется меньшая площадь, так как отсутствует распределительный стояк.
В свою очередь, горизонтальную разводку системы отопления можно сочетать с коллекторной. Это актуально для трубопроводов с большой протяженностью. Таким образом можно добиться равномерного распределения горячей воды по всем комнатам дома.
Во время расчета горизонтальной двухтрубной системы отопления нужно учитывать поворотные узлы, именно в этих местах наибольшие гидравлические потери напора.
