Самотечная система отопления двухэтажного дома. Принцип работы системы с естественной циркуляцией

Самотечная система отопления двухэтажного дома. Принцип работы системы с естественной циркуляцией

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией пользуется популярностью благодаря следующим преимуществам:

• Простой монтаж и обслуживание.
• Отсутствие необходимости в установке дополнительного оборудования.
• Энергонезависимость – во время работы не требуются дополнительные расходы на электроэнергию. При отключении электричества, система обогрева продолжает работать.

Принцип работы водяного отопления, с использованием самотечной циркуляции, основан на физических законах. При нагревании уменьшается плотность и вес жидкости, а при остывании жидкостной среды, параметры возвращаются в первоначальное состояние.

При этом, давление в системе отопления практически отсутствует. В теплотехнических формулах принимается соотношение 1 атм., на каждые 10 м. напора водяного столба. Расчет системы отопления 2-х этажного дома покажет, что гидростатическое давление не превышает 1 атм., в одноэтажных зданиях 0,5-0,7 атм.

Так как при нагреве жидкость увеличивается в объеме, для естественной циркуляции, обязательно потребуется расширительный бак. Вода, проходящая через водяной контур котла, нагревается, что приводит к увеличению в объеме. Расширительный бачек должен находиться на подаче теплоносителя, в самом верху системы отопления. Задачей буферной емкости является компенсация увеличения объема жидкости.

Система отопления с самоциркуляцией может применяться в частных домах, делая возможным следующие подключения:

• Подсоединение к теплым полам – требует установить циркуляционный насос, только на водяной контур, уложенный в пол. Остальная система продолжит работать с естественной циркуляцией. После отключения электричества, помещение продолжит отапливаться с помощью установленных радиаторов.
• Работа с бойлером косвенного нагрева воды – подключение к системе с естественной циркуляцией возможно, без необходимости в подключении насосного оборудования. Для этого бойлер устанавливают в верхней точке системы, чуть ниже воздушного расширительного бака закрытого или открытого типа. Если это невозможно, тогда насос устанавливают непосредственно на накопительную емкость, дополнительно устанавливая обратный клапан, чтобы избежать рециркуляции теплоносителя.

В системах с гравитационной циркуляцией, движение теплоносителя осуществляется самотеком. Благодаря естественному расширению, нагретая жидкость поднимается вверх по разгонному участку, а после, под уклоном «стекает», через трубы, подключенные к радиаторам, обратно к котлу.

Какую систему отопления выбрать для двухэтажного дома. Особенности отопления двухэтажного дома

Многие владельцы загородных двухэтажных домов ещё до окончания постройки начинают колебаться в выборе отопительной системы и основного нагревательного элемента. Газовой обогрев достаточно дорогой, но сам котел стоит несколько дешевле электрических аналогов. Кроме того, необходимость доставлять теплоноситель на второй этаж обусловливает потребность использования циркуляционного оборудования. Система с принудительной циркуляцией является обязательно в случае многоэтажных домов.

При этом не обязательно использовать воду как основной теплоноситель. Поскольку обычная проточная вода имеет множество минусов, которые мешают его использовать. К основным из них относят возможность разрыва труб в случае сильных морозов при отсутствии нагрева. Также, эта жидкость может привести к коррозии и забиванию радиаторов. Поэтому, в современном оборудовании гораздо чаще используют специальные незамерзающие составы — антифризы, которые не замерзают.

На текущий момент существует три основных вида разводки, каждая из которых имеет свои достоинства. Если их объединять с циркуляционной помпой, у них будет множество достоинств.

К таковым системам относят:

• Однотрубную.
• Коллекторную или лучевую.
• Двухтрубную.

Важным элементом в системе отопления двухэтажного дома является насос. Его обычно монтируют на ветви с подающий, либо обратный трубопровод, рядом с котлом. Это обеспечивает повышенную скорость циркуляции теплоносителя по трубам при нормальном давлении. Это позволяет увеличить скорость циркуляции в 2.5-5 раз. Это важно для домов с большой площадью, поскольку при использовании однотрубной разводки отопления теплоноситель будет слишком быстро остывать, и в помещениях, удаленных от котельной температура будет несколько ниже, чем в расположенных рядом.

Однотрубная система отопления двухэтажного дома. Одна магистраль: плюсы и минусы

Однотрубная система отопления двухэтажного дома — схема «ленинградка» — состоит из одной магистрали, проложенной по периметру здания горизонтально, над полом каждого этажа. Отопительные приборы подсоединяются к магистрали 2 концами, поочередно. Эта разновидность тепловой сети хорошо подходит для домов, где два этажа занимают небольшую площадь (до 80 м² каждый). Этому есть причины:

1. Теплоноситель, поступающий в каждый последующий радиатор, имеет все более низкую температуру из-за подмешивания охлажденной воды из предыдущих батарей. Поэтому протяженность кольца ограничена 4-5 отопительными приборами.
2. Чтобы хорошо обогревать второй этаж и комнаты, где стоят последние по счету батареи, их теплоотдачу следует увеличить путем добора секций.
3. Горизонтальная сеть двухэтажного дома с естественной циркуляцией должна выполняться с большим уклоном (до 1 см на 1 м погонный трубы). Котел ставится в углублении, а на чердаке располагается расширительный бак, сообщающийся с атмосферой.

Ленинградская разводка отопления двухэтажного дома с принудительной подачей теплоносителя работает гораздо стабильнее и эффективнее, чем методом самотека. Для естественной циркуляции в частном доме лучше сделать вертикальные стояки, пронизывающие перекрытия и раздающие тепло радиаторам у окон. Подача воды в стояки осуществляется от горизонтального коллектора, проложенного в чердачном помещении, возврат в котел — по такой же магистрали, идущей над полом 1 этажа.

Как и в первом случае, открытый расширительный бак ставится на чердаке 2-этажного коттеджа, а магистрали прокладываются с уклоном. Если система отопления закрытая, то уклоны требуются минимальные (3 мм на погонный метр трубы), а мембранный бачок ставится в котельной.

Однотрубные разводки отопления двухэтажного дома хоть и недороги в монтаже, но сложны в расчете и исполнении.

Да и не всякому хозяину понравится, когда по части помещений проходят трубопроводы большого диаметра, их приходится прятать под короба.

Схема отопления двухэтажного дома с теплым полом. Как делается разводка для двух этажей с помощью тупиковой схемы

Наиболее часто применяется и просто реализуется тупиковая двухтрубная схема для двух этажей.  Для небольшого частного дома – два плеча на первом этаже и одно плечо на мансардном этаже. Если второй этаж полноценный — там, соответственно, тоже 2 плеча… В каждом простом (не ветвящемся) тупике рекомендуется до 5 шт. радиаторов. Таким образом для 2х тупиков на этаж — до 10 шт радиаторов, обычно это полностью устраивает по отапливаемой площади до 250 м кв.

Схема легко совмещается с теплым полом на первом этаже. Не требует глубоких балансировок, обеспечивает расход теплоносителя через все радиаторы с разницей не более 20%, что приемлемо, при этом наиболее дешева, может применяться и для прокладки труб по стенам с перебуриванием перегородок, и для прокладки под полом. Важно, что нет необходимости обходить дверные проемы — тупики располагают так, чтобы они заканчивались возле дверей…

На практике зачастую тупиковую разводку дробят для удобства подключения  и укорачивания разводки под полом – один тупик делят еще на 2 — 3 ответвления, если их длина и тепловая нагрузка приблизительно одинаковые, по 2 – 3 радиатора в каждом ответвлении. Таким образом, в одном тупике может быть установлено без глубокой балансировки более 5 радиаторов.

Схема отопление двухэтажного здания, тупиковая с разветвлением тупиков на несколько ветвей. Здесь используются несколько стояков для подключения радиаторов второго этажа. Но по дизайнерским соображениям подобные схемы часто бракуются, их несложно заменить разводкой гибких труб над отшивкой потолка.

Отопление двухэтажного дома двухконтурным котлом. Выбор источника тепловой энергии

Сердцем обогревательной сети является теплогенератор, который нагревает теплоноситель до оптимальной температуры и, если позволяют его технические возможности, поддерживает заданные параметры круглосуточно.

Настенный газовый котел мощностью 28 кВт с двумя независимыми контурами, закрытой камерой сгорания и удобным электронным зажиганием – прекрасный вариант для 2- или 3-этажного дома

Среди современных источников тепла в частных двухэтажных домах используют практически все, иногда комбинируют 2-3 вида. Возможные виды теплогенераторов:

• отопительные котлы;
• инфракрасные излучатели;
• печи (русские, голландки, канадки);
• камины;
• солнечные коллекторы, тепловые насосные установки и другие виды альтернативного оборудования.

Активно используются отопительные котлы, которые можно классифицировать по виду топлива:

• жидко- или твердотопливные;
• газовые;
• электрические.

Второй и третий варианты являются более экономичными, и если к дому подведен газ или электричество, то стоит предпочесть именно их.

Последовательность работы электрического котла: теплоноситель нагревается до установленной пользователем температуры, по трубопроводу перемещается к радиаторам, расположенным на двух этажах, частично охлаждается и под действием циркуляционного насоса вновь отправляется в котел (+)

Если коттедж построен на не газифицированном участке, электрический котел становится основным, а в качестве резервного, запасного источника используют камин или инфракрасный обогрев.

На схеме показано преимущество инфракрасной обогревательной системы: ИК излучение обеспечивает комфортную температуру в нижней части помещения, при конвективном способе отопления, наоборот, теплый воздух всегда поднимается к потолку

Применение альтернативных теплогенераторов во многом зависит от климатических условий региона, к тому же минимальный комплект относительно дорогого оборудования (например, солнечных коллекторов) окупится минимум через 3 года.

Отопление 2-этажного дома без насоса. Принцип работы отопительной системы без насоса

Принцип действия такой системы базируется на элементарных законах физики. В процессе нагревания снижается плотность и масса жидкости. Когда вода в контуре остывает, становится тяжелее и более плотной. Какое-либо давление в контуре полностью отсутствует при этом. В разрабатываемых теплотехнических формулах присутствует соотношение 1 атм на 10 м напора.

При определении безнасосной системы в двухэтажном доме гидравлические показатели не будут выше 1 атм. Одноэтажные конструкции оборудуются системами с давлением 0,5-0,7 атм.

Поскольку в процессе нагревания объем жидкости увеличивается, для нормальной циркуляции придется оборудовать расширительный бак. Жидкость, проходящая через установленный водяной контур, будет нагреваться, это значительно увеличит объем. Расширительный бачок нужно размещать на подаче теплоносителя в самой верхней части отопительного контура. Основным функциональным назначением такой буферной емкости считается компенсация повышения объема жидкости.

Устройство отопления в частном домостроении без насоса может устанавливаться, если такие виды подключения подходят к установке:

1. Присоединение к системе теплого пола всегда будет требовать монтажа насосного устройства. Распределение теплоносителя по радиаторам не будет требовать никаких насосов. Когда электричество будет отключено, жилое помещение будет обогреваться оборудованными радиаторами.
2. Взаимодействие с бойлером косвенного нагрева воды. Взаимодействие с системой естественной циркуляции всегда может быть организовано без насоса. Чтобы это было возможно, бойлер монтируется в самой верхней точке оборудованной системы. Если осуществить подобное затруднительно, насосом можно оборудовать накопительную емкость при дополнительной установке обратного клапана для устранения рециркуляции горячей воды.

В механизмах с гидравлической циркуляцией течение теплоносителя организовывается самотеком. Благодаря процессу естественного расширения воды, разогретая жидкость будет стремиться вверх по так называемому разгонному участку, а затем будет стекать через радиаторы и двигаться в направлении котла для последующего нагрева.

Схема отопления двухэтажного дома с настенным газовым котлом. Схема отопления двухэтажного частного дома с газовым котлом: достоинства, оборудование, реализация

Варианты снабжения дома газом

Основные элементы системы отопления

Плюсы и минусы газового отопления

Способы разводки отопления от газового котла

Виды газовых котлов

Виды циркуляции теплоносителей в системе

Расчет тепловой мощности котла отопления

Последовательность обустройства системы газового отопления в частном доме

Правила реализации схемы отопления дома с двухконтурным газовым котлом

Требования к установке газового котла

Коротко о главном

Газовое отопление уверенно лидирует среди аналогов, работающих на других ресурсах. Несмотря на отработанные и надежные действующие методики, производители разрабатывают и используют новые технологии, повышающие эффективность, безопасность и экономичность систем. Ассортимент оборудования увеличивается. Но базовая схема отопления двухэтажного частного дома с газовым котлом остается неизменной, как постоянны критерии выбора типа системы, ее компоненты, рекомендации по монтажу.

Схема системы двухконтурного отопления

Варианты снабжения дома газом

Система отопления двухэтажного частного дома от газового котла может запитываться от централизованной магистрали или автономно:

• Централизованный газопровод. Стабильное поступление газа – удобно, но подключение к газ-магистрали может обойтись дорого: врезка, прокладка труб до дома, оформление документов и их согласование.
• Газгольдер. Если газовая магистраль расположена далеко от дома, целесообразно обустроить газгольдер – расположенный под землей резервуар. Качество топлива подходит для отопления частного дома любым газовым котлом. Его, в зависимости от объемов потребления, заполняют 2-3 раза за год. Важно правильно выбрать газгольдер по объему.