Схема отопления двухэтажного дома
В частном домовладении наиболее распространёнными по-прежнему оказываются автономные виды отопления. Для получения тепловой энергии используется самостоятельный генератор тепла — котёл небольшого размера. Такие компактные и автономные источники могут работать на различных видах твёрдого, жидкого топлива: каменных углях, дровах, разных видах брикетов, керосине, масле соляра, природном газе, электрической энергии и т. п.
Содержание
Источники тепловой энергии
Как источники тепла, в одно- и двухэтажных жилых домах могут применяться самые разные типы компактных котлов из стали и чугуна— мультифункциональные генераторы тепла промышленной сборки, змеевики, котелки и специализированные пустотелые элементы, встраиваемые в кухонные печи или очаги.
Переносить тепло от места его генерации в помещения для их обогрева могут различные вещества, называемые теплоносителями. Наиболее распространённым видом такого носителя является обычная вода. Среди многочисленных способов отопления, водяное признано наиболее гигиеничным, надёжным, компактным и простым. Системы водяного отопления включают основное оборудование, которое всегда можно приобрести в свободной продаже:
- котёл;
- отопительные приборы (батареи, радиаторы);
- водопроводные трубы;
- расширительную ёмкость (бачок);
- запорную и регулирующую арматуру (вентильные, рычажные, шаровые краны, заглушки, переходники).
Среди основных требований к котлу, является его экономичность и высокая эффективность. Он должен обеспечивать производство максимального количества тепла, идущего на подогрев теплоносителя (воды или антифриза) в системе, при минимально возможном потреблении топлива. Предпочтение, при равенстве всех прочих характеристик, следует отдавать современным экономичным и эффективным источникам тепла.
Как спроектировать водяное отопление
Уже с самого начала проектирования системы, следует предусмотреть место для установки котла в непосредственной близости к обогреваемым комнатам, не ухудшая при этом общий вид, санитарные и гигиенические условия жизни в квартире или доме. Для многих, всё ещё распространённых схем разводки труб, подающая нагретую воду магистраль устанавливается в потолочном пространстве, сверху помещений, а трубы, обеспечивающие обратный ход охлаждённого теплоносителя, чаще располагаются в скрытом пространствах под полом и в подвале.
Также трубы системы могут проходить через неотапливаемое пространство чердака. Во всех этих случаях следует предусматривать их тепловую изоляцию. Вертикальные участки труб проходящих через помещения (стояки) размещаются в углах комнат. Батареи радиаторов (нагревательные приборы), как правило, устанавливаются в пространстве под оконными проёмами. Так создаются тепловые завесы, изолирующие помещения от проникновения холодных потоков воздуха, идущих от остеклённой оконной поверхности.
Принцип работы и разновидности водяного отопления подробно рассмотрены здесь: https://teplo.guru/sistemy/vodyanoe-otoplenie-v-chastnom-dome.html
Способы обеспечения циркуляции теплоносителя
Для обогрева помещений нагретый теплоноситель должен перемещаться в системе, перенося тепло от источника его образования к отопительным приборам — радиаторам. Такое перемещение, называемое циркуляцией, может возникать за счёт разности давления носителя тепла в нагретом и охлаждённом состоянии. В этом случае речь идёт о различных вариантах систем с естественной циркуляцией. Они достаточно работоспособны и вполне годятся для решения вопросов отопления площадей не более 100 квадратных метров.
В современных вариантах выполнения водяного отопления, циркуляцию теплоносителя чаще обеспечивают принудительно, путём использования в системе небольших электрических насосов, называемых циркуляционными. Такое решение имеет целый ряд преимуществ, позволяет реализовать более эффективную и экономичную отопительную систему. Насосы легко встраиваются в уже существующие конструкции, чаще в разрез трубы обратного хода теплоносителя, позволяя заметно улучшить их работу.
В системах с искусственной циркуляцией повышается надёжность работы в зимние холода, становится возможным использование труб малого диаметра и т. д. Но применение такого «волшебного» насоса возможно при условии подачи электрической энергии. И это можно назвать недостатком. К тому же, в случае перебоев с подачей электропитания, система подвергается риску возникновения аварийной ситуации, размораживания труб. Тем не менее, вопрос достаточно просто решается использованием особых составов, не замерзающих при низкой температуре, называемых антифризами для систем водяного отопления.
Современные варианты организации отопления часто приобретают характер комбинирования открытых и скрытых систем. В них могут сочетаться привычные радиаторные приборы отопления с тёплым водяным полом имеющим питание от котла и от расположенного на крыше солнечного коллектора и т. п. Всё больше проявляется стремление скрыть трубы системы водяного отопления. Как уже сказано, циркуляционный насос во многом изменил и улучшил возможности водяного отопления, трубы уменьшились в диаметре, не ухудшая работу отопления.
Изготовить солнечный коллектор возможно самостоятельно. Пошаговая инструкция: https://teplo.guru/eko/solnechnuy-kollektor-svoimi-rukami.html
Трубы, применяемые для водяного отопления
Среди видов труб широко используемых для устройства систем водяного отопления, классические стальные уже не доминируют, как ранее. Хотя металлические трубы по-прежнему используются. Высокие теплотехнические свойства, долговечность, надёжность, лёгкость соединения сделали очень популярными трубы из меди. Они идеально подходят для водяного отопления, но дороги в цене. Такой единственный, но существенный недостаток, делают их редким гостем в жилище рядовых граждан.
Тут более востребованы в применении трубы металлопластиковые. Благодаря таким свойствам, как отсутствие коррозии и отложений на стенках, с этими трубами работа системы водяного отопления эффективна на протяжении длительного периода. Кроме того при монтаже труб нет нужды в применении газосварочных и подобных работ. Герметичное соединение труб просто и надёжно обеспечивают специальные паяльники. При минимальном навыке и умении, с такой работой справится неквалифицированный человек. К тому же цена и широкий выбор фитингов позволяют самостоятельно смонтировать любую требуемую по расчёту конфигурацию системы.
Достоинства металлопластиковых труб изложены в данной статье: https://teplo.guru/elementy/truby/montazh-metalloplastikovyh-trub.html
Выбор схемы отопления
Такая конфигурация (разводка) элементов системы водяного отопления может иметь один из множества вариантов стандартных схем. К тому же, и по способу монтажа такой схемы разводки также различают его открытые, закрытые и комбинированные виды. По схеме трассировки труб и их подключению к приборам, системы делят на:
У каждой из них имеются варианты подачи и отбора теплоносителя, возможности организации автоматического управления, свои преимущества, достоинства и недостатки. Выбирать схему нужно ориентируясь на финансовые возможности и способность обеспечить систему оборудованием с требуемыми свойствами.
Однотрубное отопление: достоинства и недостатки
Как правило, одна труба применяется при циркуляции воды без применения насоса. На неё последовательно подключаются батареи радиаторов, от последнего труба возвращает в котёл «обратку» — холодный теплоноситель. Такая схема проста и позволяет экономить материалы: на неё требуется меньшее количество труб. К недостаткам относится наличие параллельных потоков, заметное снижение температуры носителя в конце последовательной цепочки батарей. Уменьшить эффект падения теплоотдачи остывающего носителя может последовательное увеличение в батарее количества радиаторных секций по мере удаления от центра подачи тепла.
Если каждую батарею подключить к трубе прямой подачи горячей воды и трубе обратного хода параллельно, то получится двухтрубная схема. Но и в такой схеме нагрев батарей падает с удалением от источника. Обе схемы, не имеет смысла применять в местах, требующих большой протяжённости ветки. Хотя для небольших помещений они вполне допустимы.
Практическая магия схемы Тихельмана
Более работоспособна и популярна схема подключения, называемая схемой Тихельмана. В ней все батареи радиаторов имеют одни и те же условия работы, одинаковое сопротивление и проток теплоносителя. Достоинством схемы является и способность её к самостоятельной балансировке. Практика показала, что даже одной веткой схемы можно обвязать два этажа дома, разумеется, при условии использования принудительной циркуляции носителя тепла.
Открытые и закрытие системы
Все рассмотренные схемы относятся к открытым системам, когда трубы разводятся по стенам помещений. Если есть возможности спрятать магистрали (в пол, стены или потолок), нужно использовать вариант скрытой разводки. И тут лидером является, уже упомянутая ранее, коллекторная схема. В ней с помощью гребёнок— коллекторов выполнено параллельное подключение каждого контура с батареей.
Коллекторная схема, универсальность применения
Такое решение позволяет выполнение скрытой разводки прямой и обратной трубы к каждому прибору. Трубы просто прячутся в пол, стены, потолок. Помимо этого, каждый прибор имеет независимое управление, легко отключается, не оказывая влияния на систему. Устраивая такую схему, следует придерживаться рекомендаций:
- не делать слишком длинными ветки;
- соблюдать примерное равенство длин веток;
- выполняя ветку, следует избегать скрытых соединений от гребёнки до батареи для исключения возможных протечек в потолке, стене или полу.
Чем руководствоваться, выбирая схему разводки
Следует сказать, что система водяного отопления, собранная по любой схеме требует проведения тщательного гидравлического расчёта. Особенно, если планируется использование антифризов, как теплоносителей. Ещё, очень не помешает выполнить хотя бы примерный расчёт расхода тепла. Несмотря на сложность таких расчётов, существуют приблизительные методики, дающие примерные результаты, на которые, тем не менее, можно ориентироваться, выбирая мощность котла и приборов системы.
Расчёт очень простой. Зная норму потребления тепла (41 Вт/куб. м) и общий внутренний объём помещений, которые будут обогреваться, путём простого перемножения значений получается требуемая мощность общего источника, т. е. котла. В каждом помещении находится свой источник тепла — радиаторные батареи. Их требуемая мощность определяется аналогично, с учётом объёма помещения, в котором они устанавливаются. После проведения расчетов, итоговые значения следует увеличить на 20%, что даст дополнительный запас мощности всем источникам, обеспечивающий их долговременную эксплуатацию.
