Отопление двухэтажного дома с естественной циркуляцией. Особенности отопления с естественной циркуляцией

Отопление двухэтажного дома с естественной циркуляцией. 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.

Самотечное отопление 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.

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.

Отопление двухэтажного дома двухконтурным 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.

Отопление самотеком в частном доме. 4 схемы гравитационного отопления

Для организации энергонезависимого обогрева частных домов применяется 4 вида схем с естественным течением теплоносителя:

• горизонтальная двухтрубная с верхним розливом;
• комбинированная с горизонтальными коллекторами и однотрубными вертикальными стояками;
• однотрубная с нижней разводкой – классическая «ленинградка»;
• вертикальная разводка с индивидуальной подачей воды на каждый радиатор – так называемый «паук».

Дополнение. Еще стоит упомянуть самотечные теплые полы – некоторые умельцы умудряются их обустроить. Эта затея не оправдывает вложенных сил и средств, гораздо проще смонтировать традиционный напольный подогрев , установить насос + блок бесперебойного питания.

Сразу хотим порекомендовать к использованию 2 первых системы – двухтрубную и комбинированную. Ленинградская разводка плохо совместима с самотеком, а «паук» слишком сложен в монтаже. Подробнее о плюсах и минусах перечисленных схем читаем далее.

Двухтрубная и комбинированная разводка

Мы объединили эти 2 схемы, поскольку они практически одинаковы. Первая с прошлого века применяется в одноэтажных домах с дровяными печками, тогда отопление без насоса называли паровым. Источником тепла служил бак, установленный в топке, газовые котлы появились позже.

Двухтрубную разводку необязательно делать кольцом через весь дом, можно разделить отопление на 2 ветви

Как устроено двухтрубное гравитационное отопление:

• от теплогенератора поднимается разгонный коллектор, выходящий на чердак либо под потолок котельной, там и ставится открытый расширительный бачок;
• сверху в стояк горизонтально врезается трубопровод подачи, идущий под уклоном через все комнаты (под потолком);
• другой вариант – утепленная труба прокладывается горизонтально по чердаку;
• от раздающей магистрали делаются вертикальные опуски к батареям;
• выходы радиаторов врезаются в обратный коллектор, проложенный с уклоном над полом;
• отопительные приборы оснащаются запорной арматурой – кранами либо термоголовками на подаче, балансовыми вентилями — на «обратке».

Примечание. С целью экономии материалов и лучшего распределения теплоносителя сечения горизонтальных ветвей уменьшаются по мере приближения к последним батареям. Точный диаметр определяется расчетом.

Комбинированная самотечная система предназначена для двухэтажных загородных домов. Отличие от вышеописанной двухтрубной разводки: каждый стояк снабжает теплом 2–4 радиатора, расположенных на разных этажах. Способ подключения приборов – однотрубный, на верхних батареях предусматривается байпас. Больше разницы нет.

Комбинированная схема с однотрубным подключением радиаторов для двухэтажного дома

Главное достоинство обеих разводок – надежная схема самотека, проверенная десятилетиями успешной эксплуатации. Даже если вы сделаете минимальные уклоны, но четко выдержите диаметры магистралей (а лучше – возьмете с запасом), естественная конвекционная циркуляция будет работать.

Негативные моменты:

• трубы прокладываются открыто по помещениям;
• тепловую сеть нельзя наполнять антифризом, поскольку незамерзающая жидкость испаряется из открытой расширительной емкости;
• систему нужно несколько раз пополнять в течение сезона, интервал между подпитками зависит от режима работы отопления;
• трубы Ø40…50 мм дороги, для удешевления монтажа приходится брать черную сталь или полипропилен.

Перечисленные минусы свойственны любым теплосетям с природной циркуляцией. Открытую прокладку можно «победить» – вынести подачу на чердак, замуровать стояки и коллекторы в стенах либо сделать декоративные короба. Мы рекомендуем последний вариант, поскольку сваривать стальные и пластиковые трубы в бороздах стен очень непросто.

Совет. Двухтрубный вариант годится для небольшой дачи, гаража, летней кухни. К интерьеру указанных построек не выдвигается высоких требований, трубы можно не прятать.

Отопление с естественной циркуляцией из полипропилена. Уменьшение гидравлического сопротивления воды

При проектировании однотрубной системы отопления с естественной циркуляцией необходимо учитывать и время, за которое теплоноситель будет проходить по контуру от начала и до конца. Это нужно для того, чтобы тепло передавалось быстро от котла в комнату по водяному контуру через радиаторы.

Также это важно для предотвращения закипания воды, особенно если используется печное отопление. Если это произойдёт, то ремонт или замена теплообменника может обойтись в круглую сумму.

Если говорить об отоплении с установкой циркуляционного насоса, то от его мощности зависит скорость движения воды. При естественной схеме эти показатели увеличиваются за счёт таких факторов:

• внутреннего сопротивления;
• отличия в давлении на входе и выходе устройства.

Сопротивление системы отрегулировать непросто. Это связано со сложными математическими расчётами, огромным количеством факторов, входных данных, которые нужно учитывать. Но есть и общие правила расчётов, которые применяются и позволяют (хотя и приблизительно) отрегулировать необходимое сопротивление системы.

Основными факторами, из-за которых снижается скорость движения воды, являются:

• сопротивление труб и стенок;
• уменьшение самого контура, появление сужений за счёт установки фитингов и кранов.

Если скорость движения теплоносителя небольшая, то и сопротивление от стенок водяного контура и труб практически нулевое. Исключением из правила являются тонкие и длинные трубы, которые применяются для тёплого пола. Для него устанавливают отдельный циркуляционный насос.

Отопление с естественной циркуляцией из полипропиленовых труб делать нежелательно, поскольку они соединяются фитингами с намного меньшим диаметром. То есть, выбирая трубы для такой схемы, необходимо учитывать фактор наличия технических сужений при монтаже системы.

Схема отопления двухэтажного дома с настенным газовым котлом. 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).

Пример чернового проекта отопления 2-этажного особняка

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 отопления двухэтажного дома твердотопливным котлом. 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.

Источник: https://alyuminievye-batarei.aystroika.info/stati/dvuhtrubnaya-sistema-otopleniya-dvuhetazhnogo-doma-shemy-otopleniya-dvuhetazhnogo-doma

Закрытая система отопления с естественной циркуляцией. Принцип работы отопления с естественной циркуляцией

Для работы любой водяной отопительной системы необходимо обеспечить циркуляцию теплоносителя по трубам. Нагреваясь в котле, горячая вода должна поступать в батареи и радиаторы для передачи тепла в помещения дома. Водяная система отопления с естественной циркуляцией не является исключением.

Схема отопления с естественной циркуляцией

Движение теплоносителя происходит за счет разности плотности в нормальном и в нагретом состоянии. При попадании в теплообменник работающего котла происходит повышение температуры воды и как следствие – уменьшение плотности. Так как удельная масса холодного теплоносителя выше – он начитает вытеснять нагретый. В результате этого образуется движение масс.

Перед тем как сделать водяное отопление с естественной циркуляцией своими руками следует внимательно ознакомиться с техническими характеристиками и спецификой эксплуатации:

• Высокая степень надежности . Отсутствие движущихся элементов (крыльчатка циркуляционного насоса) и давление, равное атмосферному, обеспечивают длительную эксплуатацию естественной системы отопления частного дома;
• Инерционность системы . Естественная циркуляция в закрытой системе отопления обеспечивается за счет небольшой разности давления. Поэтому скорость поступления горячей воды к радиаторам будет минимальной;
• Обязательное соблюдение уклона магистралей . Для нормальной работы уклон системы отопления с естественной циркуляцией должен соответствовать расчетным данным. Трубы монтируют с уклоном от котла, а для обратной магистрали – к котлу. Таким образом обеспечивается оптимальная работа системы.

Также следует отметить, что монтаж системы отопления с естественной циркуляцией рекомендуется осуществлять для схем с протяженностью трубопроводов не более 30 м.п. В противном случае большой объем остывшего теплоносителя существенно снизит его скорость.

Традиционная схема отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией может предусматривать монтаж газового, твердотопливного или электрического котла. Важно чтобы в их конструкции была предусмотрена система защиты от перегрева в случае обратного движения теплоносителя или возникновения воздушных пробок.