Система отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Система отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома

Что такое схема отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома, и зачем она нужна

При покупке или постройке частного дома приходится сталкиваться со многими проблемами, в том числе с отоплением. Нужно все правильно рассчитать для того, что проживание в своем жилище было комфортным и приносило только удовольствие. Для этого нужно правильно подобрать и нарисовать схему отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома.

Рис. 1 Схема однотрубной системы отопления в
двухэтажном доме

Лучше это делать, конечно же, с профессионалом, но в силу многих посторонних факторов это происходит крайне редко. Поэтому каждый хозяин старается сначала изучить нужную информацию, а потом подключить систему отопления самостоятельно. Технология подключения должна быть соблюдена на все 100%. Все особенности газового устройства изучить не получится, так как существует очень много информации, но самое главное нужно учитывать.

Самое главное, что нужно сделать – это правильно выбрать схему для отопительной системы. Нужно учесть размеры Вашего дома, а также определить то место, где будет стоять котел.

Как же работает система естественной циркуляции? А все начинается с того, что жидкость при нагреве расширяется, потом идет вверх по трубам и попадает в самую верхнюю точку отопительной системы. Затем вода немного остывает и идет по кругу обратно в котел. Цикл постоянно повторяется.

Что нужно учитывать при разработке схемы отопления двухэтажного дома

Перед тем, как начать делать схему отопительной системы, необходимо учесть некоторые особенности. Благодаря детальному изучению всех правил безопасности можно рассчитывать на длительную работу котла и другого оборудования.

Итак, перед тем, как делать схему отопления для двухэтажного дома нужно:

  • Рассчитать площадь, этажность, а также особенности строительства дома (его геометрию);
  • Какой котел будет устанавливаться и в каком месте;
  • Какая циркуляция будет у теплоносителя;
  • Будет ли задействоваться электроэнергия при обогреве дома или нет и т. д.

Основным критерием для выбора является именно вид циркуляции в отопительной системе. Менее используемой является естественная циркуляция, так как она нагревает жидкость в теплоносителе, затем проводить ее по всем трубам, и в конце опять возвращает воду к первоначальному источнику.

При гравитационной системе отопления устанавливаются трубы больших диаметров, также необходим бак для нагрева жидкости в теплоносителе. Чаще всего его устанавливают на чердаке в утепленном месте (обязательное условие). При самотечной системе необходимо додерживаться всех правил по установке труб. Они должны прикрепляться под уклоном, чтобы происходила циркуляция воды.

Гравитационная система отлично подойдет для той местности, где есть проблемы с электричеством, или его вовсе нет. Это могут быть дачные коттеджи, или частные дома, которые находятся в далеких поселках. Достоинство самотечной системы в том, что она полностью автономна, то есть не зависит от централизованного отопления. Но перед установкой нужно сделать правильный гидравлический расчет, который все перепады и сопротивления веток системы.

Какие виды схем отопления бывают

Видов систем с естественной циркуляцией всего две:

  • Однотрубная система. Труба с радиатора входит непосредственно сразу в котел.
  • Двухтрубная система отопления. Вода, которая остыла, идет не сразу по трубе в котел, а сначала она переходит в другую магистраль, а затем попадает обратно в котел.

Если в схеме разводки присутствует вертикальный стояк, то такая отопительная система является более удобной, так как прибор для отопления можно будет установить на каждом этаже. Но выгоднее все же в двухэтажном доме считается гравитационное отопление, которое имеет горизонтальную разводку.

Рис. 2 Гравитационное отопление с горизонтальной
разводкой

Самое главное, что нужно знать при установке самотечного отопления в доме – это то, что радиаторы небольшое гидравлическое сопротивление.

Лучшими вариантами для установки являются:

  • Радиаторы из чугуна. Они имеют самый низкий показатель гидравлического сопротивления.
  • Радиаторы из алюминия.
  • Биметаллические радиаторы. Тоже хорошо подойдут для отопления, но нужно учесть перед покупкой, что внутренний диаметр должен быть не менее ¾.

Батареи в доме лучше между собой соединить разными типами подключения – так система будет лучше работать.

Трубы также нужно выбирать с умом, так как далеко не все для гравитационной системы подходят. Все параметры должны быть соблюдены обязательно. Нужно сначала смотреть на то, из какого материала сделаны трубы, а потом на диаметр самой трубы. Самый дешевый вариант – это простые металлические трубы. Но так как они шероховаты внутри, а по истечению некоторого времени станут еще более шероховатыми (от коррозии ит. д.), то их нужно покупать с самым большим диаметром.

Лучшим вариантов для гравитационной системы отопления двухэтажного дома считаются:

  • Металлопластиковые трубы.
  • Армированные полипропиленовые трубы.

В первом варианте в трубах есть так званые фитинги, которые сужают просвет, а для самотечного отопления это неприемлемо. Поэтому самый идеальный вариант – это установка армированных полипропиленовых труб. Но и здесь есть свое «но». Армированные трубы не могут выдержать температуру больше 100˚С, а вот металлопластиковые могут. Какой бы Вы вариант не выбрали, обязательно удостоверьтесь, что это качественное изделие.

Рис. 3 Схема естественной циркуляции

Достоинства и недостатки отопительной системы с естественной циркуляцией

Как и всяческое оборудование для отопления, это тоже имеет как свои недостатки, так и достоинства.

Итак, к плюсам можно отнести:

  • Если нет насоса, то котел для отопления будет работать бесшумно. Это очень хорошо тогда, когда агрегат для самотечной циркуляции находится в кухне, например, где всегда собирается вся семья.
  • Гравитационная система отопления работает без зависимости от электроэнергии. Это хорошо для тех людей, кто живет в местах, где есть проблемы с электропитанием, или для тех, кто хочет сэкономить на коммунальных услугах.
  • Котлы по схеме для гравитационного отопления двухэтажного дома стоят дешевле обычных агрегатов.
  • При обслуживании и эксплуатации данного оборудования уйдет минимальное количество денежных средств.
  • Теплоноситель имеет непрерывную ЕЦ. Она обеспечит тепло и уют в доме на протяжении всего отопительного периода.
  • При проектировании данной схемы отопления, а также при монтаже не нужно иметь специальные навыки. С этим дело может справиться даже новичок.
  • Если Вы сделали правильную схему отопительной системы, а затем идеально ее установили – тогда время работы котла буде бесперебойной до 30 лет подряд.

К недостаткам можно отнести:

  • По горизонтали действие будет по радиусу до 30 м, поэтому на слишком большой двухэтажный дом такая система отопления не подойдет.
  • Нужно обязательно установить расширительный бачок. Без него вода не будет циркулировать по системе двухэтажного дома. Но его не просто нужно поставить, но еще и установить в утепленном месте, чтобы вода в нем зимой не замерзла.

Как можно заметить, недостатков намного меньше, чем достоинств, поэтому устанавливать такой агрегат в двухэтажном доме можно безо всяких страхов.

При помощи каких средств работает данная отопительная система

Чтобы котел хорошо работал в двухэтажном доме, нужно учитывать некоторые особенности. Для начала установки нужно подобрать подходящий котел. Сейчас на рынке их существует множество вариантов, плюс ко всему можно выбрать агрегат для дома, к примеру, который работает на твердом топливе.

Рис. 4 Схема гравитационной системы отопления

Нужно также купить все необходимые трубы. Не стоит забывать, что их диаметр должен быть достаточно больших размеров. Это может несколько испортить интерьер дома, но в наше время есть множество вариантов деталей для ремонта дома, которые помогут спрятать трубы. Следующий этап – это покупка радиаторов для дома. Какими они должны быть написано выше.

Далее следует установить расширительный бак. После проектирования правильной схемы системы отопления монтаж будет несложным. Трубы должны быть установлены под уклоном в двухэтажном доме, как это было указано в схеме системы отопления.

Благодаря расширительному баку создается дополнительное давление в отоплении, а это, в свою очередь, благотворно влияет на всю систему отопления в двухэтажном доме.

Схемы отопления для двухэтажного дома

Перед каждым домовладельцем, принявшим решение правильно сделать отопление в своем двухэтажном доме, изначально встает вопрос выбора типа системы. Есть несколько вариантов традиционных и новых схем, но чтобы остановить свой выбор на какой-то из них, надо немного понимать суть вопроса. Задача данной статьи как раз и состоит в том, чтобы рассмотреть, что собой представляет схема отопления двухэтажного дома, раскрыть плюсы и минусы каждого типа систем.

Однотрубная или двухтрубная?

Как можно понять из названия, эти системы различаются по числу магистральных трубопроводов, подающих теплоноситель в радиаторам. В однотрубной схеме все подводки от батарей присоединяются к одному общему трубопроводу, он является одновременно подающим и обратным. Ярким примером такой системы считается знаменитая «ленинградка», показанная ниже на рисунке:

При кажущейся простоте монтажа и экономии материалов однотрубная система обладает одним серьезным недостатком. Поскольку каждая батарея сбрасывает остывшую воду в общую магистраль, то к следующему радиатору теплоноситель приходит с более низкой температурой и так далее, до конца ветви. Из-за чего самый последний отопительный прибор может быть еле теплым. Что это значит?

Комнату все равно надо обогревать, а значит, придется наращивать теплоотдачу батареи, то есть, увеличивать количество секций. Получается, мы сэкономили на трубах и фитингах, но потратились на дополнительные секции. Прибавьте сюда трудности с регулированием в двухэтажных домах и невозможность естественной циркуляции.

Недостаток двухтрубной системы состоит лишь в том, что на ее сборку нужно больше материалов, так как в этом случае подающий и обратный коллектор разделены. То есть, теплоноситель приходит ко всем батареям по одной трубе, а уходит – по другой. Данная схема системы отопления частного дома обладает множеством достоинств, а потому наиболее популярна. Это повод для того чтобы остановить свой выбор именно на двухтрубной системе.

Читать еще:  Почему падает давление в котле отопления Навьен

Виды двухтрубных систем

В настоящее время в частном домостроительстве используются следующие виды двухтрубных схем:

  • с естественной циркуляцией;
  • с принудительной циркуляцией;
  • коллекторная система;
  • схема с двухконтурным котлом.

Каждая из приведенных систем имеет свои особенности, преимущества и недостатки, определяющие ее сферу применения. Рассмотрим все схемы по порядку и раскроем их особенности.

Система с естественной циркуляцией

Принцип ее действия основан на конвективном движении воды. Горячий теплоноситель, выходящий из котла, имеет меньшую плотность и вес, нежели охлажденная вода, приходящая по обратной магистрали. Последняя стремится опуститься вниз и вытеснить более легкий нагретый теплоноситель. За счет этого и происходит естественная циркуляция. Для нормальной работы системы требуется выполнение нескольких условий:

  • из-за низкой скорости движения жидкости диаметры труб должны быть увеличены, чтобы обеспечить необходимый расход теплоносителя;
  • разность плотностей и масс воды с разной температурой невелика, поэтому схема отопления с естественной циркуляцией должна монтироваться с большими уклонами горизонтальных участков;
  • сеть трубопроводов находится под естественным давлением, создавать избыточное – недопустимо, иначе течение жидкости прекратится. Значит, расширительный бак может быть только открытого типа и должен устанавливаться выше всей системы;
  • чтобы выдержать все уклоны, котел часто приходится размещать в небольшом углублении.

Что же нам дает такая схема разводки отопления в двухэтажном доме, где соблюдение всех условий требует тщательных расчетов и приводит к большому расходу материалов и сложности монтажа? Ответ прост: гравитационная схема, функционирующая совместно с обычным твердотопливным или газовым котлом, делает водяное отопление двухэтажного дома независимым от электричества. Подчас это очень важный фактор, например, в районах с ненадежным электроснабжением. Это и есть сфера применения самотечных систем.

Система с принудительной циркуляцией

Здесь движение теплоносителя по сети трубопроводов происходит за счет работы циркуляционного насоса, создающего в ней избыточное давление. Введение в схему перекачивающего устройства позволило добиться таких преимуществ:

  • уменьшение диаметров труб. Скорость течения жидкости выросла, и теперь для обеспечения потребного расхода можно применить меньшее проходное сечение труб;
  • повышение эффективности работы. Если схема отопления с принудительной циркуляцией разработана грамотно, то вода с высокой температурой успешно достигнет как ближних, так и самых дальних радиаторов;
  • трубы можно укладывать наиболее удобным способом, что играет огромную роль в вопросах дизайна интерьера. Львиную долю магистралей можно спрятать, используя короба или конструкции пола и стен;
  • удобство и комфорт при эксплуатации. Дело в том, что принудительная циркуляция дает возможность реализовать любые проекты по автоматизации поддержания климата в доме;
  • экономичность в расходе энергоносителей. Вывод проистекает из предыдущего пункта, так как автоматика позволяет обогревать помещения по суточному графику в то время, когда там есть люди;
  • система легко поддается регулированию.

Примечание. В двухэтажные дома, где задействована старая схема с естественной циркуляцией, всегда можно поставить насос. Эта модернизация позволит реализовать если не все, то основные преимущества напорной системы.

Монтаж схемы с искусственным побуждением трудоемок, но относительно несложен, его можно спокойно выполнить своими руками. Взять хотя бы расширительный бак мембранного типа, который не надо ставить на чердаке, да еще и контролировать уровень воды, как при самотеке. Его место – в помещении топочной, около котла.

Самым существенным недостатком схемы является ее энергозависимость. Стоит только отключить двухэтажный дом от электроэнергии, и через некоторое время тепла в помещениях как не бывало. Способы устранения недостатка хотя и просты, но затратны: приобретение и использование электрического генератора или, на худой конец, блока бесперебойного питания.

Что же касается якобы высокой стоимости материалов, то мы уже обсуждали этот вопрос, говоря об однотрубной системе. Хотя следует отметить, что стоимость зависит от количества регулирующей арматуры и средств автоматизации, заложенных в проект отопления. В бюджетном исполнении сборка схемы обойдется немногим дороже однотрубной.

Вывод. Система рекомендована к применению в двухэтажных домах любого типа и конфигурации, поскольку считается оптимальным вариантом с учетом соотношения цена — качество.

Коллекторная система отопления

Это одно из новых веяний в сфере отопления частных домов, появившихся относительно недавно и произошедшее от двухтрубных напорных систем. Только в отличие от них коллекторная система отопления двухэтажного дома имеет множество ветвей, сходящихся к одному центру – распределительному коллектору. Схема напоминает множество лучей, расходящихся во все стороны, с распределителем внутри, как показано на рисунке:

Как видите, лучевая система отопления предусматривает отдельное подключение каждого радиатора к коллектору, напрямую связанному с котлом. При этом «лучи» полностью запрятаны в конструкции пола, а распределитель встраивается в стену внутри специального шкафа. На виду остаются только подводки к батареям, да еще ветка, идущая от котла.

Излишне убеждать кого-то в том, что коллекторная схема отопления в двухэтажном жилище – самая эффективная из всех. Каждый радиатор запитан отдельно, друг на друга они влияния не оказывают. Регулировку и автоматизацию можно внедрять какую угодно. Радужную картину портит лишь одно обстоятельство – дороговизна. Сей факт тоже хорошо понятен при одном взгляде на схему. Еще есть и недостаток, перешедший по наследству – зависимость от электричества.

Схема отопления с двухконтурным котлом

В действительности схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом ничем не отличается от обычной двухтрубной системы. Проблема несколько надумана и ее решение никак не зависит от сетей отопления. Суть вопроса в том, что двухконтурный котел во время подогрева воды отключается от системы и занимается исключительно ГВС. Если это занимает много времени, то здание начинает остывать и внутри становится прохладно.

Подобная ситуация – следствие неверного подбора мощности котла, монтаж отопления здесь ни при чем. Мощность теплогенератора должна определяться с учетом нагрева воды на ГВС. Если этого не сделано и котел уже установлен, то выход только один – уменьшать температуру нагрева воды и расходовать ее экономно.

Какая система отопления лучше для двухэтажного дома?

Ответ на вопрос зависит от индивидуальных условий и пожеланий. Хотите не зависеть от электричества – придется сделать самотечную систему со всеми ее недостатками. Когда есть желание и возможности соорудить эффективную и экономичную схему – то система с коллекторным присоединением к вашим услугам.

На практике разводка отопления в двухэтажных домах чаще всего бывает двухтрубной с принудительной циркуляцией. С точки зрения стоимости и эффективности это оптимальное решение, оно позволяет реализовать массу возможностей и экономично обогревать жилище, понеся затраты средних размеров. Да и для самостоятельной сборки эта схема достаточно удобна.

Система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией не содержит энергозависимых элементов. Владельцы таких контуров преследуют цель полной автономии, опасаясь отключений электричества. Несомненно, гравитационные контура работают даже в глухой тайге, но в условиях даже минимальной цивилизации естественная циркуляция не нужна. Это прошлый век, пора уже забывать об этом.

Особенности отопления с естественной циркуляцией

Экспансомат обязательно открытого типа.

Сегодня схема отопления частного дома с естественной циркуляцией уже редкость, тем не менее, еще встречается. Есть владельцы домов, которые хотят быть максимально автономными и не зависить от электричества. До сих пор есть районы, где часто перебои с электроэнергией. Также читают: “ИБП в системе отопления“.

Главное преимущество системы отопления с естественной циркуляцией – это ее автономность. В контуре нет ни одного энергозависимого элемента, вода по трубам течет самотеком благодаря действию гравитации. Именно поэтому все трубы должны быть уложены с уклоном 1-2 см на каждый погонный метр. Вода нагревается в котле и поднимается вверх, на пиковую точку. Это естественный физический процесс, так как теплое вещество легче холодного. С верхней точки системы начинается распределение теплоносителя по батареям.

Отопление с естественной циркуляцией не может быть герметичным, поэтому для компенсации теплового расширения теплоносителя устанавливается расширительный бак открытого типа.

Если поставить бак закрытого типа, то рабочее давление в контуре повысится до 2,5 атмосфер. Такое давление будет больше напора воды в трубах и циркуляция остановится. Чтобы поток воды смог дать давление в 1 атмосферу его нужно поднять на 10 метров, соответственно, 2,5 атмосферы можно нагнать, только если пиковая точка контура будет находиться на высоте 25 метров. В частном доме это сделать нереально.

Естественная циркуляция в системе отопления возможна только в том случае, если гидравлическое сопротивление контура меньше, чем давление воды. Чтобы снизить сопротивление используют трубы большого диаметра.

Естественная циркуляция в контуре двухэтажного дома

Сделать систему отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома можно и два этажа это не предел. Независимо от этажности здания принцип работы системы отопления остается неизменным. Чтобы теплоноситель мог подняться достаточно высоко он должен быть очень горячий. Если в герметичных контурах вода редко нагревается выше 75 градусов, то в открытых доходит даже до температуры кипения. Этого нужно избегать, балансируя на грани 85-90 градусов.

Для утепления труб можно использовать минераловатные теплоизоляционные цилиндры кашированные фольгой.

В таких системах расширительный бак должен стоять в пиковой точке, так как он не только компенсирует тепловое расширение, а и выводит воздух. Учитывая, что все трубы уложены под наклоном, воздушные пробки не образуются. Воздуху просто больше некуда деться, кроме как подняться вверх, в расширительный бак. Зачастую бак устанавливается сразу на подаче, то есть над котлом. В отоплении с естественной циркуляцией двухэтажного дома легко перегреть теплоноситель и вода в баке закипает. При этом появляется стук или щелчки.

Читать еще:  Краны для системы отопления какие лучше

Однотрубная схема открытой системы отопления

Однотрубная схема отопления с естественной циркуляцией раньше была очень популярной. Сегодня это большая редкость, такие контуры работают хуже двухтрубных. Принцип работы следующий:

  • теплоноситель выходит из котла по трубе и попадает в первый теплообменник;
  • вода проходит батарею и попадает в ту же трубу;
  • далее уже смешанный поток попадает во второй теплообменник и так пока жидкость не вернется обратно в котел.

То есть мы имеет одну трубу, от которой отходят патрубки для батарей. Минус этой системы в том, что до последнего радиатора вода доходит уже значительно остывшей, так как раздала свое тепло по ходу циркуляции. Чтобы в последней комнате было тепло нужно увеличивать размеры батарей. Сбалансировать такой контур ой как непросто. Кроме этого, однотрубное отопление с естественной циркуляцией в двухэтажном доме не справится с обогревом, так как контур слишком длинный. Такая разводка применима только для маленьких площадей.

Важно правильно сделать байпасы между патрубками к радиаторам. Нельзя чтобы магистраль входила в один торец батареи и выходила из другого. Если так сделать, то как тогда снять теплообменник? Так делать нельзя – это грубая ошибка. Как известно, вода течет по ходу наименьшего гидравлического сопротивления. Значит, нужно создать такие условия, чтобы теплоноситель тек в батареи, а не мимо них. Поэтому нужно чтобы патрубки к батареям были немного меньше по диаметру, чем основная магистраль. Диаметр байпасов между патрубками должен быть меньше их самих.

Если сделать хорошее утепление теплицы, то выращивать овощи можно круглый год.

Лучше выбирать утеплитель для веранды среди натуральных материалов – они экологически чистые.

В итоге теплоноситель выходит из котла и, дойдя до первой батареи, упирается в узкий байпас. Так как гидравлическое сопротивление отвода к радиатору меньше основная часть воды течет в батарею. Когда жидкость обошла весь теплообменник, она попадает в основную магистраль и течет в направлении следующего теплообменника. Обратно течь она не может, так как там узкий байпас.

Двухтрубная схема гравитационного отопления

Двухтрубная схема системы отопления с естественной циркуляцией позволяет отопить даже большой дом. Основной принцип работы остается неизменным – теплоноситель поднимается вверх за счет повышения температуры и потом стекает вниз благодаря гравитации. Вот только метод циркуляции несколько отличается:

  • по подающей трубе вода поднимается в верхнюю точку и оттуда по патрубкам попадает в радиаторы;
  • пройдя радиатор, вода выходит в другую трубу для обратки и по ней течек в котел.

Уклон сохраняется при монтаже обеих труб. Разделив потоки подачи и обратки, удалось снизить теплопотери воды. То есть разница температуры теплоносителя на первом и последнем радиаторе уже не такая большая, как в однотрубных контурах.

Есть разные варианты разводки, и единственно правильной схемы не существует. Многие разрабатывают собственные решения и с успехом применяют их на практике. Если при этом есть естественная циркуляция воды в системе отопления, то схема рабочая и может считаться правильной.

Варианты систем отопления двухэтажного частного дома

Отопительные системы загородных коттеджей высотой 2 и более этажа обычно проектируются инженерами–теплотехниками. Но хозяевам жилищ несложной планировки площадью до 200 м² не обязательно обращаться к специалистам – продумать и организовать обогрев здания можно самостоятельно. Задача данной публикации – пояснить, какая схема отопления двухэтажного дома лучше сочетается с конкретными условиями эксплуатации, котельным оборудованием и радиаторами. Предлагаем рассмотреть существующие варианты и выбрать оптимальный.

Виды отопительных систем

Практика показывает, что большинство домовладельцев выдвигает к системе отопления двухэтажного дома 3 основных требования:

  1. В доме всегда должно быть тепло.
  2. Минимальный расход энергоносителей – природного газа, дров, электричества и так далее.
  3. Красота. Трубы, арматуру и приборы обогрева желательно убрать с глаз, чтобы не портили интерьер.

Требования перечислены в порядке важности с точки зрения пользователей. О стоимости монтажа мы поговорим в процессе рассмотрения систем.

Пожелания вполне понятны, но их следует увязать с техническими возможностями. Например, в отдаленных регионах случаются перебои с подачей электроэнергии либо отсутствует магистральный газ. Отсюда совет: сначала определите основное топливо и резервный энергоноситель, подберите котел и отопительные приборы. Отразите пожелания на бумаге – набросайте своими руками черновой проект.

Далеко не всегда хозяин дома может сам обустраивать инженерные сети – разрабатывать схемы, монтировать оборудование и трубы. В таком случае есть смысл обратиться к специалистам инженерной фирмы, которая занимается перечисленными работами. Например, в центральном регионе РФ услуги по установке котлов и монтажу систем отопления оказывает компания «ТеплоМосква».

Такой основательный подход позволит смонтировать схему отопления двухэтажного дома, которую не придется переделывать впоследствии. На выбор есть 5 вариантов систем:

  • самотечная (она же – гравитационная и конвекционная);
  • однотрубная;
  • двухтрубная;
  • лучевая (иначе – коллекторная);
  • водяные контуры напольного обогрева, называемые теплыми полами.

Примечание. Первая схема подразумевает естественную циркуляцию теплоносителя по трубам и сообщающийся с атмосферой расширительный бак. В остальных реализован принцип принудительной циркуляции с помощью насоса и работа под давлением (используется закрытый мембранный бачок).

Указанные системы допускается комбинировать друг с другом. К примеру, на первом этаже сделать теплые полы, а на втором собрать лучевую схему. Теперь подробно рассмотрим каждый вариант по отдельности.

Схема с естественной циркуляцией

Чтобы понять принцип действия гравитационной системы, изучите типовую схему, применяющуюся в двухэтажных частных домах. Здесь реализована комбинированная разводка: подача и возврат теплоносителя происходит по двум горизонтальным магистралям, объединенным однотрубными вертикальными стояками с радиаторами.

Справка. Существуют и другие способы организовать самотек на двух этажах, например, разводить стояки прямо от расширительного бака трубами меньшего диаметра. Схема материалоемкая, с виду напоминает паука, а монтаж доставит немало хлопот.

Как работает самотечное отопление двухэтажного дома:

  1. Удельный вес нагреваемой котлом воды становится меньше. Более холодный и тяжелый теплоноситель начинает вытеснять горячую воду вверх и занимать ее место в теплообменнике.
  2. Нагретый теплоноситель движется по вертикальному коллектору и распределяется по горизонтальным магистралям, проложенным с уклоном в сторону радиаторов. Скорость течения невелика – порядка 0.1—0.2 м/с.
  3. Расходясь по стоякам, вода попадает в батареи, где успешно отдает теплоту и охлаждается. Под воздействием гравитации она возвращается в котел по обратному коллектору, собирающему теплоноситель из остальных стояков.
  4. Прирост объема воды компенсируется расширительным баком, установленным в самой высокой точке. Обычно утепленная емкость располагается на чердаке здания.

Принципиальная схема самотечной разводки с циркуляционным насосом

В современном исполнении гравитационные системы оснащаются насосами, ускоряющими циркуляцию и прогрев помещений. Перекачивающий агрегат ставится на байпасе параллельно подающей магистрали и функционирует при наличии электроэнергии. Когда свет отключается, насос бездействует, а теплоноситель циркулирует за счет гравитации.

Сфера применения и недостатки самотека

Назначение гравитационной схемы – теплоснабжение жилищ без привязки к электричеству, что актуально в отдаленных регионах с частыми отключениями света. Сеть самотечных трубопроводов и батарей способна работать вместе с любым энергонезависимым котлом либо от печного (раньше говорили – парового) отопления.

Разберем отрицательные стороны использования самотека:

  • из-за малой скорости протока нужно повышать расход теплоносителя за счет применения труб большого диаметра, иначе радиаторы не прогреются;
  • чтобы «подстегнуть» естественную циркуляцию, горизонтальные участки прокладываются с уклоном 2—3 мм на 1 м магистрали;
  • здоровые трубы, идущие под потолком второго этажа и над полом первого, портят внешний вид комнат, что заметно на фото;

Из-за слишком большого отступа от потолков спрятать трубу за облицовкой весьма затруднительно

  • затруднено автоматическое регулирование температуры воздуха – на батареи нужно покупать только полнопроходные термостатические клапаны, не препятствующие конвективной циркуляции теплоносителя;
  • схема неспособна работать с теплыми полами и в 3-этажном доме;
  • увеличенный объем воды в отопительной сети подразумевает длительный прогрев и большие затраты топлива.
  • Замечание. Последний отрицательный момент не играет особой роли – затраченная на производство тепла энергия никуда не денется. Она вернется в процессе остывания трубопроводов.

    Чтобы выполнить требование №1 (смотри первый раздел) в условиях ненадежного электроснабжения, хозяину двухэтажного частного дома придется нести расходы на материалы – трубы повышенного диаметра и облицовку для изготовления декоративных коробов. Остальные минусы некритичны – медленный прогрев устраняется путем установки циркуляционного насоса, недостаток экономичности – монтажом специальных термоголовок на радиаторы и изоляцией труб.

    Советы по проектированию

    Если разработку самотечной схемы отопления вы взяли в свои руки, обязательно учтите следующие рекомендации:

    1. Минимальный диаметр вертикального участка, идущего от котла, — 50 мм (имеется в виду внутренний размер условного прохода трубы).
    2. Горизонтальный раздающий и собирающий коллектор допускается уменьшить до 40 мм, перед последними батареями – до 32 мм.
    3. Уклон 2—3 мм на 1 м. п. трубопровода делается в сторону радиаторов на подаче и котла – на обратке.

    Даже большие трубы можно прокладывать скрыто (на фото справа). Слева – типичный монтаж с открытыми коммуникациями

  • Входной патрубок теплогенератора должен располагаться ниже батарей первого этажа с учетом уклона обратной магистрали. Возможно, в котельной придется сделать небольшой приямок под установку источника тепла.
  • На подводках к отопительным приборам второго этажа лучше поставить прямой байпас малого диаметра (15 мм).
  • Верхний раздающий коллектор постарайтесь уложить на чердаке, чтобы не вести под потолками комнат.
  • Используйте расширительный бак открытого типа с патрубком перелива, выведенным на улицу, а не в канализацию. Так удобнее следить за переполнением емкости. С мембранным бачком система работать не будет.
  • Важный момент. Все элементы гравитационной схемы, расположенные на чердаке двухэтажного дома, не забудьте тщательно утеплить, дабы не греть холодную крышу.

    Расчет и проектирование самотечного отопления в коттедже сложной планировки стоит доверить специалистам. И последнее: магистрали Ø50 мм и более придется исполнять стальными трубами, медью либо сшитым полиэтиленом. Максимальный размер металлопластика составляет 40 мм, а диаметр полипропилена выйдет просто угрожающим из-за толщины стенок.

    Плюсы и минусы однотрубной схемы

    Однотрубная система отопления двухэтажного частного дома способна нормально функционировать только с принудительной циркуляцией от насоса. Конструкция следующая: по периметру этажа проходит одна магистраль, куда подключены все батареи. То есть, коллектор одновременно играет роль подачи и обратки.

    Система «ленинградка» компактна и отлично работает с небольшим числом отопительных приборов

    Работа однотрубной схемы, получившей название «ленинградка», довольно сложна:

    1. Если трубопроводы рассчитаны верно, то в каждый радиатор затекает приблизительно 1/3 горячей воды. Оставшиеся 2/3 объема двигаются по магистрали дальше.
    2. Теплоноситель, прошедший батарею, избавляется от тепла и возвращается обратно в коллектор, понижая температуру потока на 1—2 °С.
    3. Охлажденная вода течет к следующему радиатору, где процесс разделения и слияния потоков повторяется. Температура теплоносителя в коллекторе снова падает. Сколько батарей подключено к кольцевой магистрали, столько раз вода охладится.
    4. Пройдя последний отопительный прибор, холодный теплоноситель возвращается в котел.

    Важное условие нормальной работы системы: диаметра главной магистрали должно хватать на подачу тепла всем батареям. По факту применяются трубы размером 25—32 мм (DN 20—25) при подводящих патрубках радиаторов Ø15 мм (внутренний диаметр DN10).

    Сторонники «ленинградки» называют ее главным плюсом низкую стоимость материалов и монтажа. Мы согласимся с утверждением, но с оговоркой: если производить сборку дешевым полипропиленом.

    Однотрубную разводку проще заложить в строительные конструкции

    Однотрубная схема отопления, сделанная в двухэтажном доме из металлопластика, сшитого полиэтилена или металла, обойдется дороже двухтрубной из-за цены фитингов. Точный расчет предоставит наш эксперт Владимир Сухоруков ниже на видео.

    Минусы «ленинградки» выглядят так:

    • поскольку каждый последующий радиатор получает более остывший теплоноситель, нужно наращивать число секций для нагрева дальних комнат;
    • чтобы не подбирать количество секций наобум, нужно произвести расчет остывания воды;
    • максимальное число эффективно работающих батарей на одной ветви – 5—6 шт., иначе придется нарастить диаметр раздающей трубы до 40—50 мм;
    • закольцованную магистраль сложнее провести по дому – мешают дверные проемы, особенно на втором этаже;
    • отопительные приборы влияют друг на друга, что затрудняет организацию автоматического регулирования.

    Пример. Представьте, что на всех радиаторах установлены термоголовки. Если в первой комнате воздух прогрелся до установленной температуры, термостат закроет проход теплоносителя в батарею. Тогда к остальным приборам пойдет более горячая вода, что заставит сработать остальные радиаторные клапаны.

    Отопление двухэтажного частного дома своими руками – схемы

    Здесь вы узнаете:

    Двухэтажные дома требуют особого подхода к проектированию и монтажу отопительных систем. Здесь необходимо учесть большую длину трубопроводов, большое число радиаторов, высоту постройки и многие другие факторы. Какова оптимальная схема отопления 2-хэтажного частного дома? Попробуем ответить на этот вопрос в рамках нашего обзора. В нем мы рассмотрим:

    • Использование однотрубных и двухтрубных отопительных систем;
    • Преимущества открытых и закрытых систем;
    • Расположение расширительных баков;
    • Схемы подключения радиаторов.

    Также мы отберем самые лучшие и оптимальные схемы, которые позволят построить качественное и эффективное отопление в двухэтажном доме.

    Естественная и принудительная циркуляция

    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 системы отопления двухэтажного частного дома, созданная с применением естественной циркуляции, должна предусматривать ограниченную длину трубопроводов – длина горизонтальных участков не должна превышать 30 метров. В противном случае естественного гидравлического давления просто не хватит для циркуляции нагретого теплоносителя. Также на его протекание будут оказывать влияние лишние изгибы труб и дополнительная фурнитура.

    Если ваш дом достаточно мал, вы можете обойтись отоплением с естественной циркуляцией. Что касается обогрева большой площади, то здесь лучше воспользоваться принудительной циркуляцией с помощью специального насоса. Преимущества подобных систем:

    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.

    Расширительные баки, открытые и закрытые системы

    Однотрубная система отопления открытого типа с принудительной циркуляцией. Расширительные бак должен находиться в самой верхней точке.

    Создавая отопление в двухэтажном частном доме своими руками, необходимо продумать вопрос о расположении расширительного бачка. Если планируется создание открытой системы, то бачок устанавливается в самой верхней точке отопительной системы. Чаще всего он стоит на верхушках вертикальных участков – это обеспечивает эффективное удаление пузырьков воздуха. Иногда его ставят и на обратную трубу, но такая схема не обеспечивает удаление воздуха и вынуждает устанавливать дополнительные трубы.

    В закрытых отопительных системах используются:

    • Герметичные расширительные бачки;
    • Воздухоотводчики;
    • Предохранительные клапаны;
    • Термоманометры.

    Герметичные баки представляют собой полые металлические конструкции с гибкой внутренней перегородкой. Эта перегородка выгибается и принимает на себя часть расширившегося при нагреве теплоносителя. Отопительная система остается полностью герметичной. Воздух удаляется через специальный воздухоотводчик, а если обнаружится превышение давления, оно будет сброшено посредством предохранительного клапана.

    Открытые отопительные системы не требуют монтажа воздухоотводов и предохранительных клапанов, но они требуют установки бачка в самой верхней части. Что касается закрытых систем, то здесь бак ставится вблизи отопительного котла, вместе с «группой безопасности». В результате затраты на создание отопления в двухэтажном частном доме возрастают, но у жильцов появляется возможность создать отопление с незамерзающим теплоносителем.

    Подключение радиаторов, однотрубные и двухтрубные системы

    В двухтрубной системе отопления, в отличии от однотрубной, все радиаторы имеют одинаковую температуру и равномерно отапливают дом.

    Проектирование отопления частного двухэтажного дома заставляет подумать над вопросом выбора однотрубной или двухтрубной схемы. Однотрубные системы проще в монтаже, но они обладают одним важным недостатком – температура теплоносителя в последнем радиаторе будет очень низкой, поэтому самая дальняя от котла комната будет холодной, а это очень плохо.

    В однотрубных системах радиаторы подключаются по нижней схеме, когда теплоноситель заходит с одного бока, а уходит с другого бока. Если дом не очень большой, а вы хотите сэкономить и проложить однотрубную систему, мы рекомендуем схему подключения «ленинградка» – она предполагает создание перемычки между входом и выходом. В результате часть горячего теплоносителя потечет по перемычке дальше, а часть направится в радиатор. Благодаря этому тепло будет распределяться более равномерно.

    Проекты отопления частного двухэтажного дома чаще всего предусматривают создание двухтрубных систем с диагональным или боковым подключением радиаторов. Улучшенная схема и вовсе предусматривает раздельную подачу нагретого теплоносителя на первый и второй этаж, без обхода двух этажей сразу. Также она включает в себя установку фурнитуры для возможного отключения радиаторов отопительной системы – за счет этого реализуется возможность индивидуальной регулировки температуры в отдельных комнатах.

    Двойные схемы отопления двухэтажного дома

    Рассматривая схемы отопления двухэтажного частного дома для монтажа своими руками, можно отметить, что некоторые специалисты используют двойные схемы – здесь монтируются однотрубные и двухтрубные участки. Например, если по пути следования теплоносителя стоит маленькая комнатка с небольшим радиатором, то через нее можно пройти одной трубой.

    Схема коллекторной системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя.

    Мы уже говорили, что лучше всего подавать воду на этажи раздельными трассами – при необходимости, одну из них можно быстро перекрыть и ограничить подачу тепла. Также возможна вполне экономичная схема, когда трубы горизонтальные участки проходят только по первому этажу, а подача тепла на верхний этаж осуществляется путем сооружения вертикальных стояков на каждую отопительную батарею (или часть батарей).

    Следующая схема предусматривает установку своеобразного коллектора в чердачном помещении. Туда поднимается одна вертикальная труба, подающая в этот коллектор горячий теплоноситель. После этого он самотеком распределяется по батареям отопления, протекая сверху вниз. Целесообразность применения такой схемы определяется специалистом теплотехники, а суть ее заключается в равномерном распределении тепла и экономии на трубах.

    Конечный выбор оптимальной схемы отопления двухэтажного частного дома лежит за вами. Но помните, что чем больше в ней узлов, тем выше сложность системы и меньше ее надежность. Также сложные схемы предусматривают более сложные расчеты параметров отопительных систем. Со своей стороны, мы рекомендуем остановиться на двухтрубной замкнутой системе с диагональным или боковым подключением радиаторов, а также с принудительной циркуляцией.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector