Отопления двухэтажного частного дома. Построение схем отопления двухэтажных индивидуальных домов
Для обеспечения тепла и комфорта в двухэтажном доме нужно правильно определить схему отопления двухэтажного дома. Система отопления является важнейшей инженерной системой жизнеобеспечения любого дома. Ее предназначением является возмещение теплопотерь и создание определенного температурного режима, который нужен прежде всего для проживающих в доме людей, но не стоит недооценивать и того фактора, что эффективная система отопления призвана обеспечить, в том числе, стойкость и долговечность строительных конструкций.
Расчет и проектирование лучше доверить инженерам-теплотехникам, которые оценят теплопотери, дадут рекомендации по утеплению дома, а также сделают детальный расчет, что позволит избежать излишних расходов на дорогостоящее оборудование. Но выбор схемы отопления двухэтажного дома может сделать сам заказчик, исходя из многолетнего опыта функционирования .
Классификация отопления
Виды источников тепловой энергии — теплогенераторов
Прежде чем выбирать ту или иную схему отопления, полезно узнать уже существующие виды и какой из них подойдет для конкретно решаемой задачи. Известно, что основным источником тепла являются различные виды теплогенераторов, в качестве которых могут выступать:
- Печи и камины. Этот вид отопления когда-то был основным, но сейчас используется все реже из-за высокой стоимости топлива (дров и угля) и невозможности эффективно управлять температурой в доме. В некоторых регионах, где отсутствует газоснабжение, этот вид отопления является безальтернативным выбором.
- Различные виды отопительных котлов, которыми могут быть: газовые, твердотопливные, жидкотопливные, электрические, - в зависимости от наличия доступа к различным энергоносителям и их стоимости.
- Альтернативные источники энергии. В эту категорию относятся: геотермальная энергия, получаемая , а также солнечная, которую преобразуют в тепловую солнечные коллекторы. Такой вид отопления находится в стадии бурного развития и пока применяется в нашей стране достаточно редко из-за высоких цен на оборудование.
Перспектива будущего — энергонезависимые дома
- Инфракрасное отопление. Источниками тепла являются специальные инфракрасные излучатели, которые используют в большинстве случаев электрическую энергию. Тепловая энергия при таком отоплении доставляется непосредственно «адресату» путем излучения. Для обогрева больших помещений или помещений с малой периодичностью появления в них людей инфракрасное отопление будет прекрасным выбором.
В некоторых ситуациях будет разумно сочетать различные виды теплогенераторов для отопления. Например, если имеется дачный дом, куда семья приезжает только на выходные. В этом случае будет разумно иметь газовый котел для основного отопления и электрический – для предотвращения замерзания зимой воды в системе и поддержания минимальной допустимой температуры в доме.
Виды теплоносителей
Любая система отопления должна перенести тепло, сконцентрированное в теплогенераторе до того теплового прибора, который обогревает конкретное помещение. Это делается при помощи теплоносителя, которыми могут быть:
- Воздух, который используется при отоплении печами, каминами, а также различными электрическими нагревателями. Ввиду того что воздух имеет низкую плотность, теплоемкость и коэффициент теплоотдачи, он сильно уступает жидкостным теплоносителям.
- Вода является практически идеальным теплоносителем в силу того, что обладает высокой теплоемкостью, плотностью, коэффициентом теплопередачи, и химической инертностью. Воду, подогретую котлом отопления, транспортируют к тепловым приборам при помощи системы трубопроводов.
В большинстве современных систем отопления в качестве теплоносителя применяют воду или различные антифризы, являющимися водными растворами этиленгликоля, пропиленгликоля или их комбинаций. Такое свойство как стойкость к незамерзанию при низких температурах может быть полезно в системах отопления таких домов, где не планируется проживание людей постоянно в зимнее время. В тех домах, где отопление будет работать всю зиму, применение антифризов экономически нецелесообразно.
Различные антифризы плохо «уживаются» с алюминиевыми радиаторами, некоторыми уплотнениями и трубами. Помимо этого теплоносители с содержанием этиленгликоля ядовиты. Поэтому использовать такие составы нужно только в тех случаях, когда без них просто не обойтись.
Виды отопительных приборов
Отопительные приборы можно разделить на два основных класса:
- Радиаторы – в переводе с латинского они переводятся как «излучатель», то есть такой прибор, который тепло передает в виде инфракрасного теплового излучения. Однако современные радиаторы не являются чисто излучателями, а еще передают часть тепла в виде конвекции, но свое название они сохранили.
- Конвекторы – передача тепловой энергии в помещение происходит за счет нагрева воздуха, а он уже отдает ее всем окружающим объектам. Такие отопительные приборы имеют медные (реже стальные) трубки, окруженные ребристыми теплообменниками. Воздух, попадая в теплообменник, нагревается его пластинами и поднимается, уступая место более холодному. Для того, чтобы воздухообмен был эффективным, вся конструкция конвектора помещена в специальный кожух.
В современных системах широко применяют еще такой способ отопления как «теплый пол» или «теплые стены», которые по своей сути представляют собой большой радиатор, передающий «львиную долю» тепла в виде излучения, а это повышает комфорт и позволяет снизить температуру воздуха в помещении примерно на 2 градуса, что ведет к экономии топлива примерно на 12%.
Типы радиаторов отопления
В системе отопления двухэтажного дома могут быть использованы совершенно разные , в зависимости от решаемых задач, площади помещения, проектных данных, предпочтений. Радиаторы можно разделить на несколько типов:
- Чугунные секционные радиаторы – те, которые мы привыкли видеть в квартирах и домах старой постройки. Они имеют большую массу и высокую тепловую инерционность, но зато нетребовательны к качеству теплоносителя, не подвержены коррозии, имеют высокую теплоотдачу. Такие радиаторы отлично вписываются в любой интерьер, особенно классический.
Чугунные секционные радиаторы — нестареющая классика
- Алюминиевые секционные радиаторы – прекрасный выбор для автономных систем отопления, но они более чувствительны к качеству теплоносителя, не терпят прямого контакта с медными трубами. Такие радиаторы прекрасно вписываются в любые интерьеры.
- Биметаллические секционные радиаторы представляют собой сочетание стальных или медных трубок, по которым циркулирует теплоноситель и алюминиевую поверхность, отдающая тепло в помещение. Такие радиаторы нетребовательны к теплоносителю, выдерживают высокое рабочее давление, внешне практически неотличимы от алюминиевых.
- Стальные – это цельная конструкция из проштампованной и сваренной листовой стали. Такие радиаторы имеют только два резьбовых подключения к системе отопления, что повышает их надежность. Высокая теплоотдача, малый вес, низкая инерционность, эстетичный внешний вид, - все это сделало их самыми популярными в автономных закрытых системах отопления домов.
Помимо перечисленных моделей производители еще выпускают различные дизайнерские модели, к которым можно отнести цельнолитые чугунные, стальные трубчатые и даже керамические. Высокая цена на эти приборы объясняется тем, что дизайнерские амбиции в них преобладают над инженерной рациональностью.
Цены на популярные модели радиаторов отопления
Радиаторы отопления
Схемы отопления двухэтажного дома
Количество реализаций системы отопления двухэтажного дома бесконечно, так как зависит от многих факторов: размеров дома, наличия бесперебойного электроснабжения, постоянства проживания в доме людей и т. д. Поэтому будет разумно рассмотреть несколько типовых схем, которые доказали свою эффективность.
Схема отопления дома с естественной циркуляцией
Название такой системы само говорит за себя – циркуляция теплоносителя в системе отопления происходит за счет естественных природных процессов. Работу такой системы можно рассмотреть на рисунке.
Вода, подогретая в теплообменнике котла, уменьшается в плотности и вытесняется более холодной и плотной водой их обратной линии. Именно эта разница весов горячей и охлажденной воды обеспечивает циркуляцию в системе отопления. В самой верхней точке стояка горячей воды оборудуется расширительный бак, который дает воде расширяться при нагревании, позволяет контролировать уровень воды в системе и при необходимости производить подпитку. Кроме этого, весь воздух, который неизбежно будет присутствовать в системе, будет выходить в расширительный бак.
Разводящие трубопроводы и обратные линии, называемые еще лежаками, для облегчения циркуляции воды всегда делают под уклонами: верхний лежак к радиаторам, а нижний – к котлу. В такой системе котел должен находиться в самой нижней точке. Подачу теплоносителя на радиаторы делают через стояки горячей воды, а слив охлажденной через обратные стояки.
Один из вариантов реализации двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией представлен на следующей схеме.
Следует обратить внимание в этой схеме на большое количество трубопроводов и их высокий условный проход - dу . Это объясняется тем, что в гравитационных системах для обеспечения циркуляции теплоносителя нужно минимизировать сопротивление, а это возможно только в трубах больших диаметров.
Системы с естественной циркуляцией, естественно, имеют преимущества:
- Независимость от электроснабжения – система отопления будет работать как при полном отсутствии электроэнергии, так и при перебоях в ее подаче.
- Доказанная долгими годами эксплуатации надежность и простота.
- Отсутствие насосов и малая скорость циркуляции теплоносителя делают такую систему бесшумной.
Несмотря на все преимущества, такие системы постепенно уходят в прошлое, так как уже не отвечают современным требованиям к системам отопления.
- Гравитационные системы чрезвычайно материалоемкие – для их монтажа применяются стальные трубы больших диаметров.
- Монтаж систем отопления со стальными трубами сложен технологически и занимает много времени.
- Системы с естественной циркуляцией имеют ограничения по площади обогреваемых помещений. По утверждениям специалистов суммарная длина горизонтальных участков (лежаков) не должна превышать 40 метров, а суммарная площадь 150 м2.
- Высокая инерционность - от момента запуска системы до прогрева всех радиаторов до расчетной температуры может пройти несколько часов.
- Большая разница температур подачи и обратки может плохо сказаться на теплообменнике котла.
- В теплоносителе гравитационных систем большое количество растворенного кислорода, что сказывается на коррозии труб и радиаторов, поэтому в таких системах можно использовать только чугунные или биметаллические радиаторы.
Системы отопления с принудительной циркуляцией
Практически все современные системы отопления используют только принудительную (искусственную) циркуляцию теплоносителя, что дает весомые преимущества:
- Использование циркуляционных насосов помогает отопить любую площадь при любой этажности здания.
- Диаметр труб может быть гораздо меньше, так как насос позволяет прокачивать теплоноситель с более высокой скоростью.
- Применение циркуляционных насосов позволяет снизить температуру в системах отопления при тех же параметрах теплоотдачи радиаторов, а это, в свою очередь, позволяет использовать более дешевые полимерные и металлопластиковые трубы.
- Возможность как общей, так и зональной регулировки в системах отопления.
Недостатками систем с принудительной циркуляцией являются:
- Зависимость от электроэнергии, что легко решается наличием источников бесперебойного питания или генераторов.
- Более высокий шум работы системы отопления, но при правильном расчете он не слышим человеческим ухом в отапливаемых помещениях.
Циркуляционный насос обычно врезают в систему отопления на обратной линии перед котлом, так как в этом месте самая низкая температура теплоносителя.
Чтобы принудительная циркуляция работала корректно, выбранная модель насоса должна отвечать параметрам системы. Существует специальная методика расчета ключевых характеристик — производительности и создаваемого напора. Чтобы не утомлять читателя формулами, предлагаем воспользоваться встроенными калькуляторами.
Калькулятор расчета производительности насоса
Для того чтобы сделать обогрев жилых и вспомогательных помещений в частном двухэтажном доме, необходимо правильно и грамотно подойти к этому делу. И владельцу объекта придется выбирать наиболее оптимальный вариант на основе его собственных возможностей и вида топлива, которое в доступно в местности, где он живет.
Зачастую предпочтение отдается водяной отопительной системе , а в последнее время набирать популярность стало и воздушное отопление. В качестве основы следует брать типовую схему отопления двухэтажного дома, и уже переделывать ее под нужды имеющегося объекта. При этом нужно будет обращаться к услугам специалистов, поскольку внесение изменений в проект своими руками - дело не из легких, а попытки сделать что-то самостоятельно могут в будущем обернуться серьезными проблемами при эксплуатации.
Чтобы вы понимали – отопительная система являет собой целый комплекс, в состав которого входит котел, трубопроводы, радиаторы отопления, фитинги, различные датчики контроля и т.д. Лишь правильная комбинация этих элементов и оптимальная схема отопления позволят обеспечить комфортный микроклимат в помещениях, и тем самым снизив расходы на обогрев всего дома в целом.
Системы отопления можно разделить на несколько видов:
- однотрубные и двухтрубные;
- с нижней и верхней разводкой;
- с горизонтальными и вертикальными стояками;
- с тупиковым и магистральным движением вод;
- с принудительной и естественной циркуляцией.
Для отопления двухэтажных домов наиболее оптимальным будет последний вариант, для которого потребуется котел, коллектор, трубопровод, отопительные приборы и расширительный бачок. Посредством насоса осуществляется циркуляция воды. Вид топлива для котла не имеет значения – это может быть уголь, газ, дрова или электричество . Если у вас рядом имеется газопровод, то в идеале будет установить газовый котел, поскольку это наиболее экономичный агрегат.
Системы разводки для двухэтажных домов
Для отопления двухэтажных домов можно использовать одно-, двухтрубную и коллекторную разводки. Если выбрать проект с однотрубной системой, то регулировка температуры в помещениях будет довольно сложной задачей, поскольку невозможно перекрыть один из радиаторов при работе остальных приборов. Она подразумевает последовательную циркуляцию теплоносителя от прибора к прибору.
Что же касается двухтрубной, то она более универсальная и идеально подходит для отопления частного двухэтажного дома. Реализация подобной системы несложная – к каждому прибору отопительной системы подключаются две трубы – одна из них отвечает за подачу горячей воды, а по второй выходит остывшая. Но в отличие от однотрубной системы, такая схема отличается порядком подключения отопительных агрегатов, а потому, чтобы повысить ее эффективность, специалисты рекомендуют устанавливать перед каждым радиатором регулировочный бак.
Вне зависимости от размеров дома, для 2-х этажной постройки будет достаточно расстояния между верхней точкой подающей магистрали и центром для обеспечения нормальной циркуляции воды. Таким образом, установка расширительного бачка будет возможна не только на чердаке, но и на верхнем этаже. А сами трубы можно монтировать под подоконниками или потолком.
Кроме этого, двухтрубная система с циркуляционным насосом, позволяет еще и реализовать систему «теплый» пол, а также подключить полотенцесушители на каждом этаже и другие устройства такого класса. Но о них несколько позже.
Это один из наиболее распространенных вопросов, особенно у тех, кто планирует делать отопление в частном доме своими руками. Допустим, если ваш дом имеет подвал или чердак , то можно будет сделать систему отопления как с верхней, так и с нижней разводкой труб. Но есть несколько моментов:
Примерная схема разводки для двухэтажного дома
Давайте рассмотрим пример схемы водяного отопления для типичного двухэтажного строения, где будет предусмотрена ручная регулировка температуры в каждом помещении. Такая система монтируется с применением горизонтальной установки двух труб, а отопительные радиаторы будут иметь боковое подключение.
Трубы желательно использовать из металлопластика , поскольку они характеризуются высокой прочностью и долговечностью. Для монтажа металлопластиковых труб каких-либо особых навыков не требуется, а потому все работы вполне можно выполнить своими руками. Среди их преимуществ стоит отметить следующее:
- устойчивость к коррозии;
- в полимерных изделиях практически никогда не бывает засоров;
- доступная цена;
- все работы производятся с помощью резьбовых и прессовых соединений, при этом не требуется специальный паяльник.
Недостатком является лишь высокий коэффициент теплового расширения, что в случае неправильного монтажа и эксплуатации может вызвать протечки.
Конечно, никто не запрещает использовать и полипропиленовые трубы, но в случае с ними вам понадобится специальный паяльник немалая выдержка, поскольку допускать ошибок при пайке ни в коем случае нельзя.
Стальные трубы практически невостребованные для организации отопления в частных домах, поскольку материал крайне неустойчив к воздействию коррозии. В ряде случаев могут применяться трубы из оцинковки или нержавейки , а для их соединения используются резьбовые соединения, но для таких работ необходимы соответствующие навыки и оборудование. Если имеется достаточно денег, то можно купить медные трубы, которые прослужат еще и вашим внукам с правнуками.
При составлении проекта отопления двухэтажного дома следует тщательно высчитать требуемое количество разводных, угловых и соединительных элементов системы, а также разметить места установки заглушек с кранами. Аналогичным образом следует определить количество радиаторов и их секций. Одновременно не забудьте о крепежных кронштейнах для установки радиаторов, которые можно просчитать, определившись с его размерами.
На схеме должны присутствовать места установки расширительного бака, насоса и самого котла. Как уже выше говорилось, котел можно выбрать любой, но при этом нужно руководствоваться тем, какое топливо наиболее востребовано в вашей местности и, естественно, собственных возможностей. Обычно в новых домах уже давно используют газ , поскольку твердое топливо отличается низким уровнем экологичности.
Если размеры котла небольшие, то его вполне можно разместить прямо в доме, например, в кладовой или мастерской. Современные котлы можно вешать прямо на стену, что позволяет экономить немало места. В спальнях или других жилых помещениях его установка не рекомендуется, поскольку при работе он может выделять шум. Для большеразмерных котлов следует оборудовать отдельное помещение или даже целую пристройку около дома.
Коллекторные системы
Для отопления двухэтажных домов можно еще использовать коллекторную систему на двухтрубной основе. В данной случае предполагается монтаж подающих и обратных коллекторов в специальных шкафах. Подающий коллектор
будет собирать и распределять горячую воду к радиатору по проходящим по стенам трубам. Основным преимуществом является возможность скрытой установки всех систем. Также к их достоинствам стоит отнести то, что работы по монтажу могут быть выполнены своими руками даже не имея специальных навыков.
Само отопление можно провести как на двух этажах, так и на одном, при этом котел устанавливается на первом этаже, а на втором – расширительный бак. Трубы с горячей водой монтируются под подоконниками или потолком, а каждый радиатор должен быть с отдельным регулирующим краном.
Каждый радиатор подключается к коллекторам, т.е. система отопления будет с принудительной циркуляцией воды, что позволит минимизировать разность температур на входе и выходе, и существенно упростить систему, сделав ее компактней, что позволит существенно сэкономить на материалах. Шаровые краны позволяют исключить из системы любой радиатор, не нарушая работы отопительной системы в целом. Фактически при коллекторной системе каждый контур отопления является независимым, и при необходимости может быть оборудован своим насосом, кранами и автоматикой.
«Теплый» пол
Для рационального распределения тепла при отоплении 2-х этажного дома стоит включить в схему и систему «теплый» пол
. Как известно, теплый воздух, подымается вверх, а холодный остается внизу. Соответственно, такая система поможет задержать теплый воздух внизу, а не бесполезно отдавать его крыше.
Монтаж системы стоит проводить уже при капитальном ремонте, поскольку трубы укладываются в цементно-песчаную стяжку. Конечно, можно это сделать и после, используя теплораспределительные пластины из алюминия, обеспечивающие равномерный нагрев пола. Соответственно, для теплых полов на одном этаже в нескольких помещениях применяется коллекторное подключение, о котором говорилось выше. Среди достоинств такой системы стоит выделить следующее:
- рациональное распределение тепла;
- комфорт в зимний период;
- низкая температура воды, требуемая для работы системы.
Напоследок остается добавить, что схема отопления должна полностью соответствовать профильной документации, и заверена в соответствующих органах. Если вы в чём-то сомневаетесь, то всю работу лучше доверьте специалистам.
Сейчас в проектах частных жилых построек закладывается схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией, как более оптимальная и современная. Некоторые домовладельцы до сих пор предпочитают отопление с естественной циркуляцией, видя в нем свои плюсы. Чтобы выяснить преимущества каждой их схем отопления, рассмотрим различные варианты разводок труб в двухэтажном доме.
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.
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 , 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 ;
- 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 м 2 (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).
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 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.
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.
Однотрубный контур с циркуляционным насосом – просто сделать, но далек от совершенства
При однотрубной схеме разводки с включением в контур циркуляционного насоса (все обогреватели на этаже подключены к одной коммуникации) по ней подводится горячий теплоноситель и в нее же сбрасывается остывшая жидкость. Благодаря высокой скорости циркуляции при небольшой протяженности лежака температурная разница между первым от стояка радиатором и крайней батареей незначительная. Но при большой длине контура разница становится заметна.
Часто такая схема разводки становится результатом усовершенствования отопительного однотрубного контура с естественной циркуляцией, когда в систему врезают циркуляционный насос, при этом отопление давно проведено.
Однотрубная разводка может функционировать как открытая система, так и с использованием мембранного расширительного бака. Если это усовершенствованная система, обычно оставляют атмосферный компенсационный резервуар. Когда же контур делают с нуля, устанавливают закрытый бак мембранного типа.
Преимуществом такого контура является возможность его временной эксплуатации без участия циркуляционного насоса (при отключении электричества), хотя и с меньшей эффективностью. Для того чтобы отопление могло работать в двух режимах, насос устанавливают в байпас – специальную трубную обводную петлю с системой клапанов и запорных кранов. Циркуляционный насос ставится на более тонкую трубу, огибающую основную магистраль. Когда нагнетающее теплоноситель устройство работает, жидкость движется обходным путем, при этом кран на центральной трубе перекрыт. Если нет электричества, кран на байпасе перекрывают, но открывают на основной магистрали и теплоноситель начинает циркулировать естественно.
2-этажного частного дома эффективна только при небольшой площади этажей. В таких ситуациях есть смысл делать разводку одним трубопроводом – выходит экономнее по затратам материалов (труб, фитингов) и намного быстрее. Если же квадратура этажей значительная, придется потратиться на трубы и сделать самую эффективную разводку с помощью двух тепловых коммуникаций.
Двухтрубные разводки отопления – варианты для двухэтажного дома, схемы
Все преимущества контура с принудительным движением теплоносителя реализуются при устройстве и эксплуатации двухэтажного дома. При такой разводке, имеющей несколько вариантов рабочих схем, подача теплоносителя и его отвод от батарей производится по разным коммуникациям. Радиаторы подключаются к системе параллельно, то есть независимо друг от друга.
Горячий теплоноситель от котла поступает в стояк, от которого на каждом этаже отходит подающая ветка и снабжает каждый обогреватель. От батарей отводящие патрубки сбрасывают остывшую жидкость в обратную коммуникацию. "Холодные" лежаки впадают в отводящий стояк, переходящий на первом этаже в обратную трубу. На обратке перед входом в котел последовательно устанавливаются:
- мембранный расширительный бачок;
- циркуляционный насос в системе байпаса с комплексом запорной арматуры;
- предохранительный клапан, сбрасывающий избыточное давление в отопительном трубном контуре.
Независимое снабжение теплоносителем каждой батареи в двухтрубном отопительном контуре дает возможность регулировать (в том числе автоматически) скорость тока жидкости через радиатор и за счет этого изменять температуру обогревателя. Это делается вручную с помощью запорного крана на входе подачи теплоносителя или с помощью термостатического клапана, который регулирует просвет входящего отверстия автоматически в соответствие с заданной температурой в помещении. На выходе радиаторов часто устанавливаются балансировочные клапаны, с помощью которых производится выравнивание давления на каждом участке системы и во всем контуре.
Двухтрубная отопительная система может быть реализована в нескольких вариантах, причем на разных этажах может быть применена другая схема. Самая простая разводка двумя трубами называется тупиковой. Она заключается в том, что обе трубы (подводящая и отводящая) прокладываются параллельно, поочередно подключаясь по пути к батареям, и замыкаются в итоге на последнем обогревателе. Сечение труб (обеих) по мере приближения к последнему радиатору уменьшается. Такая разводка требует тщательной регулировки давления с помощью балансировочных кранов (клапанов) чтобы добиться равномерного поступления теплоносителя к батареям.
Следующую и подключения труб называют "петлей Тихельмана" или встречной. Суть ее в том, что подающая труба и обратка, имеющие одинаковый диаметр на всем протяжении, подводятся к радиаторам и подключаются с противоположных сторон. Эта разводка оптимальнее и не требует балансировки системы.
Самой совершенной, но и наиболее материалоемкой, является коллекторная система отопления двухэтажного дома. Снабжение каждого отопительного прибора на этаже производится индивидуально, от коллектора к радиаторам подводятся отдельные подающие и обратные трубы. Кроме батарей, к коллектору могут быть подключены внутрипольные конвекторы, теплые полы, фанкойлы. Преимущество в том, что на каждый обогревательный прибор или систему подается теплоноситель с необходимым давлением, температурой и скоростью циркуляции. Все эти параметры регулируются устройствами (сервоприводами, смесителями жидкости, термостатами, системами клапанов), установленными на распределительных коллекторах.
Основой для любого проекта отопления является правильно разработанная схема. Она определяет порядок монтажа, характеристики компонентов и параметры всей системы. В особенности это касается теплоснабжения двухэтажного коттеджа или дачи. Система отопления 2х этажного частного дома может быть построена по нескольким схемам.
Особенности отопления 2-х этажного дома
Спецификой организации теплоснабжения зданий высотой более одного этажа является равномерное распределение тепловой энергии от батарей по всем помещениям. Поэтому необходимо решить вопрос – как сделать отопление в 2х этажном доме с оптимальными параметрами.
Профессиональный проектировщик учитывает все нюансы. Лучший вариант – приобрести уже готовую схему или адаптировать стандартную для теплоснабжения дома. Во время решения этой задачи учитываются следующие факторы:
- Общая площадь здания и его характеристики. Сделать отопление 2 этажного частного дома своими руками можно только при хорошем утеплении наружных стен, установке современных оконных конструкций.
- Запланированный бюджет. Он влияет на качество приобретаемых компонентов и выбор схемы.
Сделать эффективное отопление частного 2х этажного дома своими руками можно только после первичного анализа этих данных.
Для составления схемы разводки трубопроводов и компонентов системы лучше всего применять в качестве основы копию плана дома. Так можно рассчитать количество расходных материалов.
Гравитационное отопление или с принудительной циркуляцией?
Прежде всего необходимо определиться с оптимальным вариантом циркуляции теплоносителя. Она может быть гравитационная или принудительная. Система отопления 2х этажного частного дома со средней и большой площадью строится на основе последней.
Работа гравитационной системы основана на естественной циркуляции теплоносителя, которая возникает в результате его температурного расширения. При этом нужно принимать во внимание ограничения – протяженность трубопровода не должна быть более 60 м.п., для работы системы потребуется разгонный стояк. Именно эти факторы обуславливают выбор схемы водяного отопления частного 2 этажного дома с циркуляционным насосос.
Для теплоснабжения также можно применять открытую или закрытую систему. В первом случае схемы отопления 2-х этажного дома делают с горизонтальной разводкой трубопроводов, что не всегда удобно в плане монтажа и эксплуатации. Оптимальным вариантом будет монтаж закрытой схемы. Она имеет следующие преимущества:
- Возможность горизонтального монтажа трубопроводов. Это минимизирует необходимое для установки пространство.
- Улучшенная циркуляция вследствие повышенного давления в системе – от 1,5 до 6 бар.
- Теплоотдача у всех приборов (радиаторов и батарей) будет одинакова.
Подобные схемы отопления 2-х этажного дома обязательно должны иметь в комплектации циркуляционный насос. Без этого невозможно обеспечить нормальную скорость движения теплоносителя.
Сделать качественное отопление в 2х этажном доме можно только после расчета его тепловых потерь.
Разводка труб для теплоснабжения двухэтажного дома
Следующим этапом является выбор способа разводки трубопроводов. Он влияет на скорость прохождения теплоносителя, степень его остывания и возможности регулирования характеристик теплоснабжения.
Проектирование отопления 2 этажного частного дома своими руками выполняется на основе анализа всех факторов. Рассмотрим важнейшие из них, влияющие на выбор разводки подающих магистралей:
- Однотрубная. В системе имеется только один трубопровод, к которому в последовательном порядке подключаются радиаторы. Для однотрубного отопления частного 2х этажного дома своими руками характерно быстрое остывание теплоносителя. Поэтому оно используется для обогрева зданий с небольшой площадью до 80 м²;
- Двухтрубная. Она предназначена для равномерного теплового распределения. Дополнительная обратная магистраль позволяет подключать батареи последовательно, что снижает потери тепла при циркуляции теплоносителя. Оптимальный вариант для низкотемпературной системы отопления 2х этажного частного дома;
- Коллекторная. С ее помощью можно сделать несколько отдельных контуров отопления, подключенных к одному распределительному коллектору. В коллекторной схеме водяного отопления частного 2 этажного дома можно регулировать объем притока горячей воды в каждом отдельном контуре. Недостаток – большое количество необходимых материалов.
Немаловажным моментом является выбор материала изготовления труб. В закрытой схеме отопления 2-х этажного дома рекомендуется использовать полипропиленовые магистрали. Важно учитывать, что максимально допустимая температура горячей воды при этом не должна превышать +90°С.
Также обязательным является установка запорной и предохранительной арматуры. К последним относятся воздухоотводчики, спускные клапана и расширительные баки.
В качестве теплоносителя чаще всего применяют воду или антифриз. Последний предпочтителен в том случае, если есть вероятность воздействия низких температур на систему.
Правила установки отопления
Выбрав оптимальную схему теплоснабжения можно приступать к практической реализации плана обустройства двухэтажного дома. На первом этапе происходит корректировка плана и его адаптация под конкретный коттедж или дачу.
Если в качестве основы была выбрана гравитационная схема теплоснабжения, то следует соблюдать такие правила установки ее компонентов:
- Обязательный уклон труб. В подающей магистрали наклон осуществляется от котла, в обратной – к нему. В среднем величина уклона должна составлять 5-10 мм на 1 м.п.
- Диаметр трубопроводов. Для гравитационной системы рекомендуется выбирать трубы с большим сечением – около 40 мм. Так можно уменьшить влияние трения воды о внутреннюю поверхность магистралей на циркуляцию.
- Крепление должно располагаться с шагом 60-70 мм.
Для контроля степени нагрева теплоносителя на ответственных участках трубопровода устанавливаются датчики температуры. В системе в обязательном порядке должен быть предусмотрен узел добавления теплоносителя. Чаще всего это делается через расширительный бак, находящийся в самой верхней точке схемы.
В теплоснабжении с принудительной циркуляцией особое внимание уделяется подбору дополнительных компонентов. Помимо труб, радиаторов и котла в схеме теплоснабжения обязательно должны присутствовать следующие компоненты:
- Расширительный бак. Устанавливается перед входом обратной магистрали в котел.
- Группа безопасности, включающая в себя воздухоотводчик, спускной клапан и манометр. Монтируется на подающей магистрали.
- Правильная обвязка радиаторов – установка терморегуляторов и кранов Маевского.
Для системы с принудительной циркуляцией чаще всего выбираются двухтрубная или коллекторная разводка труб. Однотрубная схема будет неэффективной, так как не сможет обеспечить оптимальные показатели нагрева радиаторов.
Проектирование коллекторного теплоснабжения представляет собой сложную задачу. Самостоятельно составить схему и подобрать компоненты в этом случае очень сложно. Поэтому эту работу лучше всего доверить специализированным компаниям.
Для коллекторной системы теплоснабжения обязательно монтируется циркуляционный насос в обвязке каждой гребенки.
Альтернативные варианты отопления двухэтажного дома
В некоторых случаях монтаж водяного отопления невозможен или нецелесообразен. В настоящее время возможно сделать другой тип теплоснабжения в 2х этажном доме с использованием альтернативных источников тепловой энергии.
Наиболее эффективным считается геотермальное отопление. При правильной организации оно практически не зависит от внешних погодных условий. Если же помимо отопления 2ж этажного частного дома нужно сделать своими руками и систему горячего водоснабжения – устанавливают солнечные коллекторы.
В зимний период их эффективность невысока. Поэтому солнечные коллекторы работают только вместе с основной отопительной системой частного двухэтажного дома. Преимуществом подобной схемы является возможность ее использования для нагрева хозяйственной воды в летний период.
Еще одним вариантом является монтаж системы пленочного электрического отопления. Принцип его работы основан на резистивном эффекте – при прохождении тока через карбоновые полосы происходит генерация ИК волн. Они в свою очередь нагревают поверхность предметов, попавших в область действия ПЛЭН. Однако для такой системы обязательным условием является хорошая теплоизоляция здания. Максимально возможная мощность схемы оставляет около 220 Вт/м². Поэтому тепловые потери в доме должны быть минимальны.
Все они характеризуются высокой стоимостью составных компонентов. Поэтому чаще всего применяются традиционные системы теплоснабжения 2-х этажного частного дома с газовыми или твердотопливными котлами.
В видеоматериале показан пример коллекторного отопления 2-х этажного дома.
Двухэтажные дома и дома с мансардой популярны. Схемы отопления таких домов разработаны специалистами давно, проверены многократно, их главные моменты перекочевывают из проекта в проект.
Руководствуясь проектом, отопление в двухэтажном доме создать не сложно. Но что делать если проекта нет?
Отопление двухэтажного дома настолько несложное, что «мастеровые» делают его, проектируя буквально «на ходу». Применяя типовые схемы, приемы, методы, которые позволяют создать правильное отопление.
Нет особых препятствий, чтобы сделать отопление в двухэтажном доме своими руками. Или руководить работой «чужих рук» самостоятельно. Вся выполняемая работа по монтажу отопления не сложная.
В первую очередь важно не допустить кардинальных «промахов и ляпсусов». Тогда система в двухэтажном доме будет работать правильно и стабильно. Что же в первую очередь необходимо учитывать…
Что не следует делать при монтаже отопления в двухэтажном доме
В первую очередь стоит руководствоваться современными представлениями.
- Схемы отопления должны быть обычными двухтрубными.
Последовательная, Однотрубная, Самотечная, «всякая там Ленинградка», — летят в мусорную корзину. Весь этот архаизм имеет недостатки весьма существенные, в первую очередь, потребует больше денег на создание, и при этом не будет работать нормально. - Нужно не доверять «дельцам от радиаторов», которые пытаются усложнить, говорят о проблемах и рисуют замысловатые схемы-узоры. В отоплении все весьма просто. Как правило, не нужна гидрострелка.
Разводка будет простейшей, если имеется обычный набор для двухэтажного дома, — один котел (в т.ч. один резервный), и 3 потребителя — бойлер косвенного нагрева, теплый пол, радиаторная система.
Размещение котла и оборудование котельной
Газовый котел устанавливается в соответствии с проектом газификации. Твердотопливный — чтобы удобно вывести высокий дымоход. В любом случае оборудование шумит. Его размещают в отдельном помещении – топочной.
Газовый котел автоматизированный, может управлять и бойлером косвенного нагрева.
Обычная схема подключений к автоматизированному газовому котлу на 4 отвода (могут быть 3 отвода или 2 отвода, — необходимо пользоваться схемами производителя).
Схема подключений к напольному газовому котлу с выносным насосом
Твердотопливный котел требует установки насоса, группы безопасности, смесительного узла. Все это образует обвязку твердотопливного котла —
Какой нужен насос и диаметры труб
Обычный вопрос при самостоятельном создании отопления в доме (в т.ч. и двухэтажном), какой понадобится циркуляционный насос для радиаторной системы. Выбор прост — либо насос 25-40 (0,4 атм.), либо 25-60 (0,6 атм.).
Для отапливаемой радиаторами площади до 170 м кв. годится 25-40. Если площадь в пределах 170 — 260 м кв. — 25-60. Если больше 260 м — 25-80. Не стоит брать насос с запасом, это только лишь ведет к неоправданному перерасходу денег и может привести к шуму в системе отопления.
Автоматизированные котлы снабжаются встроенным насосом
Диаметры трубопровода (внутренние) для частного дома указаны на схеме.
От котла до первого разветвления — 25 мм. В ветвях на этаже — 20 мм, отдельные подключения, радиаторы (до 2 шт.) — 16 мм.
Пенопропилен характеризуют наружным диаметром, с учетом толщины стенки, — 32, 25, 20 (мм).
Обобщенная схема отопления двухэтажного дома
В пределах одного этажа схема разводки отопительного трубопровода может быть выбрана какой угодно:
- тупиковой, два плеча до 5 радиаторов в каждом,
- попутной, обычно при количестве радиаторов больше 10 шт.,
- лучевой, по прихоти создателя (заказчика), при невозможности прокладки труб вдоль стен, но возможности прокладки под полом…
На схеме для примера указаны 3 этажа и двухтрубные схемы отопления:
— 1 этаж — тупиковая,
— 2 этаж — попутная;
— 3 этаж — лучевая.
Балансировка системы
Важно установить балансировочные краны:
- на обратке второго этажа, чтобы настроить его относительно первого (второй этаж, как правило, требует энергии меньше);
- на каждом плече тупиковой схемы;
- на каждой ветви лучевой (коллекторной) схемы;
- на каждом радиаторе на обратке (на подаче – термоголовка при автоматизированном котле или запорный кран).
Также все оборудование подключается через шаровые краны (или балансировочные), для возможности демонтажа.
Отведение воздуха, слив, уклоны
При создании отопления в двухэтажном доме важно сделать требуемые уклоны труб.
Воздухоотводчик устанавливается в высшей точке каждого стояка (стояк также является отличным сепаратором — собирателем воздушных пузырьков).
Также воздухоотводчиками (кранами Маевского) снабжаются все радиаторы, которые устанавливаются горизонтально или с небольшим возвышением к крану Маевского (обратный уклон не допустим).
В нижней точке всей системы труб, на обратке у котла делается сливной кран и возможность выпуска воды в канализацию или емкость в подвале…
Уклоны всех труб делаются к стояку и могут быт минимальными.
Последний радиатор в тупиковой схеме — выше других. В кольцевой попутной схеме высшая точка в кольце выбирается произвольно, — понижение (слив) к стояку.
Недопустимы обратные уклоны, П-образные обходы, например, для двери и т.п. Если возникают проблемы с обеспечением одного уклона из-за препятствий, конфигураций помещения, то как правило, выбирают другую схему подключения радиаторов.
Тип трубопровода и радиаторов
Известно, что давление в индивидуальном отоплении дома или квартиры не превышает 4 атм. (работает предохранительный клапан при 3,5 атм.).
Жидкость, в основном вода, в объеме 50 -150 литров заливается в систему отопления один раз, что минимизирует наличие образива, солей. Как правило, для двухэтажного частного дома оптимальным выбором по цене-качеству являются алюминиевые секционные радиаторы.
На фото — подключение алюминиевого радиатора полипропиленовым трубопроводом с установкой дроссельных кранов в тупиковой схеме разводки.
Их характеристик достаточно для длительной беспроблемной работы в данных условиях. Но также возможна установка и панельных стальных.
Так называемые программы расчета теплопотерь дома, калькуляторы, не могут быть точнее, чем примерные расчеты теплопотерь по площади дома.
Дело в том, что потребитель не может точно задать данные — сколько энергии уходит с вентиляцией (главные теплопотери) и сколько приходит с солнечным светом через окна (весьма существенный приток) и др. Не может точно указать и характеристики слоев в конструкциях. Поэтому все «тепло-калькуляторы» непригодны для точных объективных расчетов.
Но особая точности при подборе мощности радиаторов и не требуется. Так для низкотемпературного обогрева (рекомендуется) нужно брать количество секций с большим запасом в плюс.
Трубы для отопления
Многие умельцы рекомендуют полипропиленовые трубы для отопления, в том числе и для двухэтажного дома. Но монтажные конторы, которые дорожат своей репутацией не будут браться за полипропилен. Причина — отсутствие возможности контролировать качество стыков, а также сделать этот стык по стандарту. Какое будет сечение в конце трубы, сколько будет наплывов внутри, когда место сварки потечет… — на все воля дрожащей руки монтажника…
Трубопровод из металлопластика, например, сдается с гарантией. Сами трубы тоньше, соединения, конфигурации ровные, эстетичные.
Стоит ли браться за металлопластик, отложив в сторону дешевый полипропилен — решают заказчики, сообразуясь с видением перспектив и измерив толщину мешка с деньгами.
Монтаж своими руками
Если действительно не умеете «держать молоток в руках», то за создание отопления двухэтажного дома своими руками браться не стоит. Придется выполнять процессы:
- задавать уровень расположение радиаторов, трубопроводов, находить точки крепления;
- бурить множество отверстий, в т.ч. и большого диаметра под трубы;
- соединять резьбовые соединения с подмоткой льняной паклей со смазкой,
- размечать положение фитингов, резать, трубы по длине, стыковать (сваривать) трубопроводы
- вести бетонные, штукатурные работы.
- проектировать, чертить схему соединений, высчитывать…
Похожие статьи
-
Мытарства души после смерти: что происходит после смерти
Понимание посмертной жизни души очень важно для каждого верующего религиозного человека. Ответив на вопрос, что нас ждет после смерти, что такое душа, мы понимаем, что такое человек и как нужно жить, чтобы не погибнуть для вечности....
-
Штомпка анализ современных обществ
Теория структурации Э. Гидденса послужила в определенной мере толчком для появления в 1990-х гг. работ польского социолога Петра Штомпки (ныне президента Международной социологической ассоциации), посвященных комплексному и целостному...
-
Поиск презентаций. это будет их проект
Презентация: Творческий проект с использованием ученика 1-5 класса МОУ Гимназии 26 Девяткина Дмитрия «Правила поведения младшего школьника при чрезвычайных ситуациях.» Творческий проект с использованием ученика 1-5 класса МОУ Гимназии 26...
-
Когда наступает Новый год Свиньи по китайскому календарю?
Восточная культура и китайские традиции прочно прижились в нашей повседневной жизни, стали и нашими привычками и традициями. Праздновать Новый год по-восточному сегодня стали многие люди, другие же хоть и не празднуют, но какое животное...
-
Сочинение по картине К.Ф.Юона На тему: «Весенний солнечный день. Описание картины К. Юона "Весенний солнечный день" Весенний солнечный день небо
К. Ф. Юон является замечательным и талантливым мастером живописи, которому удалось создать множество примечательных картин. Особое внимание уделялось художником написанию природных особенностей родного края, которые изображены на его...
-
Крымский гуманитарный университет (КГУ)
г.Ялта, пгт. Массандра, ул. Стахановская, 11 Становление и развитие современной кафедры педагогики и управления учебными заведениями начинается с деятельности цикловой комиссии при Ялтинском педагогическом училище. В 1994 году одновременно...