Схема отопления двухэтажного дома: виды систем с принудительной циркуляцией

Как самостоятельно смонтировать однотрубную систему отопления с принудительной циркуляцией

Расчет элементов системы отопления

Чтобы произвести расчет отопительной системы, нужно изготовить план отопления двухэтажного дома

При этом важно не только выбрать тип системы и продумать разводку, но и рассчитать мощность котла

Обычно рекомендуют воспользоваться принципом, что на каждый квадратный метр отапливаемой площади нужна мощность котла в 100 Вт. Этот принцип не учитывает важные параметры самой постройки и ее теплопотери.

Лучше выполнять расчет отдельно по помещениям с учетом следующих параметров:

  • назначение комнаты;
  • ориентация ограждающих конструкций помещения (и их количество);
  • габариты и количество оконных проемов (какие стеклопакеты);
  • учитывают наличие или отсутствие дверей;
  • обязательно делают расчет мощности по площади.

За основу такого расчета берется описанный выше принцип, но при этом учитываются другие поправки и коэффициенты, которые влияют на комфортность помещения и позволяют компенсировать возможные тепловые потери.

Схема с теплым полом

Подача воды происходит через коллектор, второй служит для обратного хода теплоносителя.

Основные узлы (базовый вариант):

  • Коллекторные шкафы. Для обеспечения правильного хода жидкости. Устанавливаются в доступном для обслуживания месте.
  • Приборы КИПиА: термометры и манометры.
  • Запорная арматура, компрессионные фитинги, переходники.
  • Трубопровод.
  • Система теплый пол.

Единственным недостатком является то, что в обычной схеме невозможно осуществлять контроль температуры теплоносителя, необходимо предусмотреть регулировку.

Для повышения КПД, схему дополняют следующими элементами:

  • Циркуляционный насос. Применяется в случае необходимости увеличить напор. Установка предусмотрена на обратном контуре.
  • Трехходовой смеситель.
  • Клан для сброса жидкости.
  • Насосно-смесительный узел. Применятся для: снижения температуры в системе, возврата остывшей жидкости обратно в систему.
    устанавливается за коллектором подачи воды.

Важно! Взамен запорной арматуры возможно применение смесителей (термостатических). Таким образом, подача воды осуществляется без рывков.
Схема подключения водяного теплого пола к котлу

Отопление с естественной циркуляцией

Особенностью системы отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома является отсутствие насоса, создающего давление в трубах. Движение воды обеспечивается законами гидравлики и термодинамики, для чего трубы устанавливают под определенным углом друг к другу на заданной высоте. Хоть эта система и обладает несколько меньшей тепловой эффективностью, она является полностью автономной, то есть не зависит от электропитания и не расходует дополнительную энергию.

Отопление с естественной циркуляцией двухэтажного дома может выполняться как по однотрубной, так и по двухтрубной схеме. Достоинства и недостатки этих видов подробно рассмотрены ниже. Вот несколько особенностей, о которых нужно помнить при организации любого вида естественной циркуляции:

  • потребуются трубы большого диаметра, в противном случае движение воды будет затруднено;
  • недопустимо использование расширительных баков закрытого типа — это влечет создание избыточного давления и самотеком система уже работать не будет;
  • в качестве места расположения расширительного бака выбирают наивысшую точку трубопровода, в то время как котел располагают внизу, чаще всего — несколько ниже обратной магистрали.

При монтаже системы с естественной циркуляцией в двухэтажном доме неизбежен значительный перерасход материалов и снижение теплоотдачи. Подобные сложности оправданы лишь в одном случае — когда слишком велик риск перебое с электроэнергией в холодное время года.

Однотрубные системы отопления

Схема отопления двухэтажного дома: виды систем с принудительной циркуляцией

Под однотрубной системой отопления двухэтажного дома понимается комплекс радиаторов, использующих для приема горячего теплоносителя и сброса остывшего одну и ту же магистраль. Это позволяет существенно экономить на материалах, однако влечет ряд недостатков:

  • требуется повышенная мощность котла;
  • температура воды в магистралях последовательно снижается от радиатора к радиатору;
  • каждый следующий радиатор должен иметь больше секций, чем предыдущий (что является следствием предыдущего пункта).

Таким образом, реализация однотрубных схем имеет смысл лишь в регионах с относительно мягким климатом для отопления небольших домов.

Отопление «Ленинградка»

Как несложно догадаться, эта схема отопления была разработана в Советском Союзе и повсеместно внедрялась в небольших зданиях северной столицы. Основой «ленинградки» является одна общая магистраль, идущая по периметру помещений ниже уровня установки радиаторов. Патрубки врезаются в нее сверху, а для перенаправления потока теплоносителя под каждым радиатором выполняют сужение трубы или устанавливают регулирующий вентиль.

Возможна как естественная, так и принудительная циркуляция. В первом случае рекомендуется устанавливать не более четырех радиаторов, во втором — не более шести. Подключение семи-восьми радиаторов возможно лишь после точных инженерных расчетов, при большем количестве потребителей тепла система считается неэффективной.

Альтернативные виды однотрубного отопления

Дальнейшей эволюцией «ленинградки» можно считать системы с разрывами магистрали и подрадиаторными перетяжками, которые играют роль «узких мест», перенаправляя поток жидкости. Это позволяет упростить основную магистраль, избавившись от сужений и вентилей, а также располагать радиаторы вдали от зоны прокладки основных труб. При достаточной мощности нагнетающего насоса в циклах принудительной циркуляции возможно некоторое увеличение отапливаемых площадей.

Из чего состоит отопительная система?

Система отопления с принудительной циркуляцией состоит из:

  • котла (твердотопливного, газового или электрического);
  • расширительного бака мембранного типа;
  • циркуляционного насоса, мощность которого подбирается индивидуально;
  • радиаторов (батарей) отопления;
  • труб;
  • фитингов – переходников, используемых для соединения труб;
  • кранов (шаровых и пробковых);
  • обратных клапанов;
  • воздухоотводов;
  • фильтров, которые обеспечивают работоспособность отопительного котла и насоса;
  • крепежных элементов.
Популярные статьи  Ванная в деревянном доме: рекомендации для планировки и фото интерьеров

При выборе необходимого для функционирования системы оборудования следует обязательно учитывать:

  • мощность приобретаемого котла и радиаторов;
  • размер трубопровода;
  • скорость перемещения теплоносителя.

Способы обогрева двухэтажных домов

В подавляющем большинстве жилых домов используются водяные системы отопления, использующие жидкий теплоноситель. Конструкция такого отопления включает в себя трубопроводы, источник тепла, фитинги, устройства для регулировки и контроля, а также другие элементы, повышающие эффективность системы или удобство ее эксплуатации. Верный подбор элементов и грамотное проектирование позволяют создать своими руками отопление двухэтажного дома, обеспечивающее полноценный обогрев всего здания.

Схемы отопления двухэтажного дома классифицируются по ряду параметров:

  • Количество контуров – однотрубные и двухтрубные;
  • Разводка трубопроводов – верхняя и нижняя;
  • Способ циркуляции теплоносителя – естественный и принудительный;
  • Используемые стояки – вертикальные и горизонтальные;
  • Составляя проект отопления двухэтажного дома, нужно выбрать способ перемещения теплоносителя – магистральный или тупиковый.

Схема отопления двухэтажного дома: виды систем с принудительной циркуляцией

Для каждого конкретного случая нужно подбирать индивидуальный тип конструкции, который сможет поддерживать желаемый микроклимат в любое время года и будет достаточно простым в эксплуатации. Как показывает практика, самым лучшим вариантом отопления является система, функционирующая в автоматическом режиме, т.е. без вмешательства со стороны пользователей. Чтобы знать, как правильно развести отопление в двухэтажном доме, нужно рассмотреть каждый доступный вариант системы подробнее.

Основные виды

Выделяют циркуляционные отопительные насосы двух типов: с сухим и мокрым ротором.

Достаточно мощные агрегаты с высокой производительностью (КПД = 80-85%), которые отлично справляются с нагрузкой в разветвленных отопительных системах частных домов. При необходимости обогревать большие площади лучше выбрать именно такой тип, несмотря на стоимость. Здесь все рабочие узлы изолированы от воды уплотнительными кольцами, поэтому не испытывают коррозионного воздействия. Охлаждение мотора осуществляется специальным вентилятором на корпусе. Но у такой конструкции есть свои минусы: вращающиеся детали часто нуждаются в подновлении смазки, без которой они быстро изнашиваются. Кроме того, сухие насосы весьма требовательны к качеству воды. Различные взвеси могут заметно сократить срок службы торцевых уплотнителей.

Большим плюсом является возможность замены двигателя, если система отопления частного дома нуждается в модернизации. В этом случае легко выбрать и установить привод помощнее, чтобы он мог справляться с увеличившимися нагрузками. По принципу подключения двигателя принято дополнительное разделение сухих насосов на два подвида:

По расположению входного патрубка также различают вертикальные, горизонтальные и моноблочные модели.

«Сухой» циркуляционный насос – очень шумный агрегат. Поэтому его лучше вынести в отдельное помещение, максимально удаленное от жилых комнат. Не помешает и устройство дополнительной системы звукоизоляции стен.

2. С мокрым ротором.

Самый простой по конструкции циркуляционный насос для отопления. Его рабочие лопасти и ротор находятся в постоянном контакте с теплоносителем, то есть воздействуют непосредственно на него. Одновременно проходящая вода выступает в роли своеобразной смазки для вращающихся элементов механизма, а также отбирает избыток тепловой энергии, предотвращая перегрев узлов.

Циркуляционный насос с мокрым ротором работает в контуре отопления практически бесшумно, поскольку все звуки поглощаются и гасятся водой. Но этим его преимущества перед сухим «коллегой» не ограничиваются. Бесспорными достоинствами можно назвать:

  • Компактность и небольшой вес.
  • Длительное безаварийное функционирование.
  • Простоту в обслуживании и, если потребуется, в ремонте.

Меньшее энергопотребление в этот список включать не стоит, поскольку выдаваемая мокрым ротором мощность тоже будет ниже, чем у сухого. Причиной тому – слабые показатели КПД (около 50%). Да и скорость насоса в системе отопления не позволит применять его на линиях большой протяженности. Его предел – городская квартира или частный дом простой планировки.

Явным минусом агрегатов с мокрым ротором можно назвать их требовательность к качеству теплоносителя. Ресурс у такого оборудования очень большой, но чем хуже будет вода в системе обогрева, тем скорее он выработается. И если в случае с сухим типом замены потребует только резиновый уплотнитель, мокрый придется выбросить и купить новый.

Сантехники: Вы будете платить за воду до 50% МЕНЬШЕ, с этой насадкой на кран

Популярные модели с мокрым ротором:

  • Насос Wilo Star-RS – предусматривает возможность регулировать частоту вращения крыльчатки, то есть, по сути, управлять производительностью.
  • Star STG – от предыдущей модели отличается более высокой тепловыносливостью. Он может проработать около двух часов при увеличении температуры носителя до +120 ºС. Но нормальными условиями отопления для него остаются стандартные для этой серии +110 ºС.
  • Wilo Top S – подключается к одно- или трехфазной сети. Рабочая температура в системе – +130 ºС. Кроме того, он имеет дополнительную функцию автоотключения, если отопление по какой-то причине перестанет работать (например, потухнет котел).
  • Grundfos серия UPS – отлично зарекомендовавшие себя немцы, на которые в отзывах жалуются только по поводу высокой цены. В остальном владельцы единодушно называют эти насосы неубиваемыми. Причем даже в условиях, далеких от идеала.
  • Джилекс Циркуль – почти вдвое дешевле аналогов от Grundfos, но свой ресурс отрабатывают честно.

Подбор циркуляционного насоса для системы отопления

Иногда перед человеком, уже посадившим дерево и вырастившим сына, встает вопрос – а как подобрать циркуляционный насос для отопительной системы возводимого дома? И от ответа на этот вопрос зависит многое – будут ли равномерно прогреты все радиаторы, будет ли скорость потока теплоносителя в

Популярные статьи  Что делать если течет бачок унитаза?

отопительной системе достаточной, и в то же время не превышенной, не будет ли гула в трубопроводах, не будет ли насос потреблять лишнюю электроэнергию, правильно ли будут работать термостатические вентили отопительных приборов и так далее и тому подобное. Ведь насос – это сердце отопительной системы, которое неустанно качает теплоноситель – кровь дома, наполняющую дом теплом.

Подобрать циркуляционный насос для отопительной системы небольшого здания, проверить, правильно ли насос подобран продавцами в магазине, или убедиться в правильности подбора насоса, стоящего в существующей системе отопления, достаточно просто, если воспользоваться укрупненным методом расчета. Основной параметр подбора циркуляционного насоса – это его производительность, которая должна соответствовать тепловой мощности обслуживаемой им отопительной системы.

Необходимую производительность циркуляционного насоса с достаточной точностью можно рассчитать по простой формуле:

где Q – необходимая производительность насоса в кубометрах в час, Р – тепловая мощность системы в киловаттах, dt – дельта температур – разница температур теплоносителя в подающем и обратном трубопроводе. Обычно принимается равной 20 градусам.

Итак, пробуем. Возьмем, для примера, дом общей площадью 200 квадратных метров, в доме есть подвал, 1 этаж и мансарда. Система отопления двухтрубная. Необходимую тепловую мощность, требуемую для обогрева такого дома, примем 20 киловатт. Производим несложные вычисления, получаем – 0,86 кубометра в час. Округляем, и принимаем производительность необходимого циркуляционного насоса – 0,9 кубических метра в час. Запомним ее и идем дальше. Второй важнейшей характеристикой циркуляционного насоса является напор. Каждая гидравлическая система имеет сопротивление пропускаемому по ней потоку воды. Каждый угол, тройник, редуцирующий переход, каждый подъем – все это местные гидравлические сопротивления, сумма которых и составляет гидравлическое сопротивление отопительной системы. Циркуляционный насос должен преодолеть это сопротивление, с сохранением расчетной производительности.

Точный расчет гидравлического сопротивления сложен и требует определенной подготовки. Чтобы примерно рассчитать необходимый напор циркуляционного насоса используется формула:

где N – количество этажей здания, включая подвал, K – усредненные гидравлические потери на один этаж здания. Коэффициент К принимается 0,7 – 1,1 метра водяного столба для двухтрубных систем отопления и 1,16-1,85 для коллекторно-лучевых систем. В нашем доме три уровня, с двухтрубной отопительной системой. Коэффициент К принимаем 1,1 м.в.с. Считаем, 3 х 1,1 = 3,3 метра водяного столба.

Обратите внимание – общая физическая высота отопительной системы, от нижней до верхней точки, в таком доме составляет порядка 8 метров, а напор необходимого циркуляционного насоса только 3,3 метра. Каждая отопительная система является равновесной, насосу не нужно поднимать воду, он только преодолевает сопротивление системы, поэтому увлекаться большими напорами никакого смысла нет

Итак, мы получили два параметра циркуляционного насоса, производительность Q, m/h = 0,9 и напор, Н, м = 3,3. Точка пересечения линий от этих величин, на графике гидравлической кривой циркуляционного насоса, является рабочей точкой необходимого циркуляционного насоса.

Допустим, Вы решили остановиться на отличных насосах DAB, итальянских насосах великолепного качества по совершенно адекватной цене. Пользуясь каталогом, или менеджерами нашей компании, определяете группу насосов, в параметры которых попадает необходимая рабочая точка. Решаем, что этой группой будет группа VA. Выбираем наиболее подходящий график гидравлической кривой, лучше всего подходит кривая насоса VA 55/180 X.

Рабочая точка насоса должна находиться в средней трети графика – эта зона является зоной максимального КПД насоса. Для подбора выбирайте график второй скорости, в этом случае Вы страхуете себя от недостаточной точности укрупненного расчета – у Вас останется резерв для увеличения производительности на третьей скорости и возможность ее уменьшения на первой.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

  • с одной трубой;
  • двумя;
  • коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Популярные статьи  Стоит ли стелить ламинат на кухне. Какие отзывы об этом?

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

  • тупиковая;
  • попутная;
  • коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

  • Более равномерный прогрев всего домовладения;
  • Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
  • Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
  • Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Как работает отопление без насоса?

Чтобы понять, как работает система с принудительной циркуляцией, стоит разобраться в том, как осуществляется отопление зданий при естественной циркуляции теплоносителя. В качестве последнего могут использоваться различные специальные составы и вода. Для одноэтажного дома чаще всего выбирается водяное отопление.

Движение воды по трубопроводам осуществляется по законам физики. Нагревшись в котле до заданной температуры, она начинает подниматься по стояку. За счет этого происходит постепенный прогрев всех труб и радиаторов системы. Вновь поступающая горячая вода постепенно вытесняет холодную вниз к котлу.

После того как остывший теплоноситель вновь нагреется в котле, он начнет подниматься по стояку, чтобы вытеснить остывший вниз. Такой цикл будет повторяться до тех пор, пока будет работать котел. Очевидно, что чем больше диаметр трубы, тем больше теплоносителя пройдет через ее поперечное сечение за единицу времени.

Именно поэтому при естественной циркуляции диаметр трубопровода и размеры монтируемых радиаторов имеют большое значение. При недостаточной площади последних сложно будет прогреть помещение до уровня комфортности.

1 Зачем нужен насос в контуре отопления?

Естественная циркуляция жидкости в контуре отопления малоэффективна, так как жидкость постоянно преодолевает сопротивление, и это замедляет ее продвижение. Это приводит к тому, что в котел жидкость возвращается охлажденной, а это  требует дополнительных затрат для ее дополнительного подогрева.

Схема отопления двухэтажного дома: виды систем с принудительной циркуляцией

Принципиальная схема ГВС в ЦТП

Использование более узких труб лишь частично решает проблему, но расходы на реконструкцию значительно выше, чем на циркуляционный насос.

В системах без помпы теплоноситель необходим в большом объеме, чтобы сохранялась необходимая его температура. Для этого понадобятся и трубы большого диаметра, и  с широкими лопастями радиаторы.

В принудительной циркуляции большой объем жидкости не нужен. Поэтому подойдут трубы с меньшим диаметром. А это экономия на материалах.

Недостатком такого вида отопления является энергозависимость. Устройство работает от электрического тока.

1.1 Конструкция

Большинство устройств такой конструкции:

  • корпус, к которому присоединена улитка;
  • к улитке подсоединяют трубы системы;
  • в корпусе имеется электродвигатель с клеммами и платой управления;
  • ротор с крыльчаткой, благодаря которому происходит движение воды.

При работе помпы получается разряжение на входе устройства и нужное давление на выходе.

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Схема отопления двухэтажного дома: виды систем с принудительной циркуляцией
Как подготовить стены к покраске: детальное описание каждого этапа работы
Как подготовить стены под покраску своими руками: пошаговая инструкция