Классификация теплоснабжающих систем
В коттеджах, домах и просто одноэтажных зданиях устанавливают автономные системы отопления или те, которые зависят от внешних источников питания. Первые будут функционировать на сжиженном газе, на дизельном и твердом топливе. Вторые требуют подключения к электрической сети или магистрального газопровода. Еще одним отличием между вариантами теплового снабжения заключается в том, что человеку требуется участвовать в работе оборудования.
Системы с управлением, которое автоматизировано, не требуют постоянного присмотра или ручных настроек. Поддержание требуемой температуры внутри дома обеспечивается работой термодатчиков и термостатами. Такие приборы помогают регулярно контролировать изменение показателей температуры, а это дает отопительной системе учесть все факторы, которые будут оказывать непосредственное влияние на температуру внутри помещения – тепло от солнца, излучения других бытовых устройств, нагревание от осветительной лампы и прочее.
В классификации систем отопления следует принимать во внимание следующие признаки:
- Тип теплоносителя – воздух, пар, вода, комбинированный.
- Вид топлива – электричество, газ, дрова, торф, пеллеты или уголь.
- Способ движения теплового носителя – естественная и принудительная циркуляция.
- Ход передвижения теплового носителя – тупиковый и попутный.
- Способ подключения котла – двухтрубная и однотрубная система.
- Схема разводки – горизонтальное или вертикальное расположение разводящей линии, верхнее или нижнее прокладывание, комбинированный метод.
В зданиях в большим количеством квартир чаще всего используют вертикальную схему разводки, а в одноэтажных домиках чаще всего горизонтальная. Комбинированный способ подачи тепла используется преимущественно в новостройках.
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.
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.
У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.
Куда ставить
Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.
Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления
Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве
Остальное неважно
По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла. При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.
Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.
Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет
Принудительная циркуляция
Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).
Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.
Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией
Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.
Естественная циркуляция
Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.
Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией
Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.
Особенности монтажа
Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».
Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.
Схема однотрубной системы отопления.
Она представлена единым трубопроводом, установленный выше или ниже уровня пола, с подсоединёнными последовательно (друг за другом) радиаторами. Ток жидкости начинается в котле и заканчивается в нём. Процесс циркуляции происходит непрерывно. Диаметр трубы должен быть не менее 32 мм. К ней посредством труб меньшего диаметра подсоединяются приборы нагрева.
В данной системе обязательно присутствуют следующие части:
- Котёл
- Отопительные приборы (батареи)
- Расширительный бак
- Разводящие элементы
В данной системе основной минус — это нагрев первых и крайних радиаторов в разной степени. Этот вопрос решается монтажом байпасов с регулировочными кранами, изменением количества секций у начальных и конечных радиаторов, либо установкой насоса.
Наиболее эффективная схема однотрубной системы отопления подбирается исходя из условий при которых она будет эксплуатироваться. Для обычного одноэтажного частного дома (например дача) с непостоянным проживанием лучшим вариантом станет обычная самотёчная система. При установке 2-3 радиаторов не требуется монтировать много элементов запорной арматуры. Для технического обслуживания данной схемы вылить воду из труб будет гораздо проще.
В случаях проектировки системы отопления для больших домов лучшим вариантом станет однотрубная система отопления ленинградка с диагональным подключением и установленными байпасами с регулировочными кранами.
Помимо вышеперечисленного стоит выделить 3 вида подключения:
- Диагональный способ — самый эффективный и лучше всего подойдёт для батарей с большим числом секций. Прибор прогревается практически полностью и почти нет теплопотерь.
Боковое подключение подразумевает нагрев в равной степени каждой секции прибора.
Нижнее подключение не самый лучший выбор. Но устанавливается довольно часто, в случаях когда основная труба скрывается под полом.
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.
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.
У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.
Виды отопления
Схема водяного отопления. Нажмите на фото для увеличения.
Сегодня многие строительные операции значительно упростились благодаря появлению инновационных материалов и технологий, а также наличию на рынке разнообразного инструмента. Поэтому отдельные виды отопления по силам сделать самостоятельно. Тем более что найти схемы отопительных конструкций, как для одноэтажного, так и для двухэтажного строения можно найти в интернете.
Самыми популярными видами отопления являются:
- традиционная печка или камин,
- электрические конвекторы,
- водяное или паровое отопление с нагревательным котлом.
Наиболее комфортные и экономные условия жизни в комнатах двухэтажного дома удается достичь при монтаже водяного отопления.
Преимущества и недостатки водяного отопления
Жидкостная система обогрева частного дома отличается целой линейкой преимуществ.
- Все комнаты в доме обогреваются быстро с учетом пожеланий хозяев в плане температурного режима.
- Водяное отопление становится единственным качественным вариантом обогрева двухэтажного дома.
- Схема отопления может иметь несколько котлов на разных видах топлива. Тогда перебои одного из энергоносителей не станут причиной холодных радиаторов в доме.
- Благодаря водяному отоплению дома можно автоматизировать обогрев. Автоматика превосходно справляется с теми режимами, которые устанавливают владельцы дома.
Есть у жидкостного отопления и некоторые недостатки.
- Монтаж системы водяного отопления требует существенных финансовых затрат. Только на материалы и котел потребуется значительное финансовое вливание, не говоря про стоимость работ по установке.
- Оборудование для водяного отопления достаточно громоздко. Трубы, батареи, расширительный бачок, котел, циркуляционный насос – вот основной перечень узлов жидкостной системы обогрева. Чтобы не испортить интерьер комнат, эти элементы приходится прятать в стены, пол, потолок, на чердак, а также иметь дополнительное помещение для организации “кочегарки”.
Типы котлов для водяного отопления
Выбор котла для нагревания воды в магистрали определяется доступностью того или иного топлива. Наиболее выгодным энергоносителем на сегодня является природный газ.
Газовые котлы предназначены для работы на природном газе, однако есть и комбинированные модели. Отопительные приборы могут работать не только на природном, но и на сжиженном газе. В этом случае требуются огромные резервуары, которые будут хранить хотя бы месячный запас топлива.
Электрические котлы лучше всего регулируются и настраиваются
Однако важно учитывать и технические возможности электросети. Она должна обеспечивать как нагрев котла, так и электрообеспечение всего дома
Твердотопливные котлы позволяют использовать такие виды местного топлива, как дрова, пеллеты, торф и уголь. Такой котел требует постоянного присутствия человека. Это и доставка топлива в “кочегарку”, и поддержание процесса горения, и вынос углей и золы. Автоматизировать отопительный процесс крайне сложно.
Для работы котла на жидком топливе требуются такие нефтепродукты, как дизтопливо и керосин. Хранить жидкий энергоноситель приходится в больших резервуарах на приусадебном участке. Бесперебойная подача топлива упрощает автоматизацию системы отопления.
Способы циркуляции жидкости в системе
- естественная,
- принудительная.
Использование естественной циркуляционной системы ограничивается одноэтажными постройками. Только в таких домах происходит теплообмен жидкости без присутствия дополнительного нагнетательного оборудования (насоса).
В многоэтажных строениях требуется другая схема водяного отопления. Уже для двухэтажного дома без водяного насоса практически невозможно создать циркуляцию в системе. Однако для бесперебойной работы насоса требуется электричество. Как только насос остановится, циркуляция прекратится, и дом начнет остывать.
Однотрубный контур с циркуляционным насосом – просто сделать, но далек от совершенства
При однотрубной схеме разводки с включением в контур циркуляционного насоса (все обогреватели на этаже подключены к одной коммуникации) по ней подводится горячий теплоноситель и в нее же сбрасывается остывшая жидкость. Благодаря высокой скорости циркуляции при небольшой протяженности лежака температурная разница между первым от стояка радиатором и крайней батареей незначительная. Но при большой длине контура разница становится заметна.
Однотрубная разводка может функционировать как открытая система, так и с использованием мембранного расширительного бака. Если это усовершенствованная система, обычно оставляют атмосферный компенсационный резервуар. Когда же контур делают с нуля, устанавливают закрытый бак мембранного типа.
Однотрубная система отопления подойдет только для небольших помещений
Преимуществом такого контура является возможность его временной эксплуатации без участия циркуляционного насоса (при отключении электричества), хотя и с меньшей эффективностью. Для того чтобы отопление могло работать в двух режимах, насос устанавливают в байпас – специальную трубную обводную петлю с системой клапанов и запорных кранов. Циркуляционный насос ставится на более тонкую трубу, огибающую основную магистраль. Когда нагнетающее теплоноситель устройство работает, жидкость движется обходным путем, при этом кран на центральной трубе перекрыт. Если нет электричества, кран на байпасе перекрывают, но открывают на основной магистрали и теплоноситель начинает циркулировать естественно.
Однотрубная схема отопления 2-этажного частного дома эффективна только при небольшой площади этажей. В таких ситуациях есть смысл делать разводку одним трубопроводом – выходит экономнее по затратам материалов (труб, фитингов) и намного быстрее. Если же квадратура этажей значительная, придется потратиться на трубы и сделать самую эффективную разводку с помощью двух тепловых коммуникаций.
Достоинства и недостатки сетей отопления
Выбирая план отопления двухэтажного дома, следует заранее определиться с типом сети. Открытая схема может быть принудительной и гравитационной. Закрытые чаще всего оснащаются насосом для облегчения настройки.
К преимуществам открытых сетей относят:
- Простоту формирования, возможность обустройства своими руками.
- Удобство эксплуатации. Расширительный бак оперативно удаляет воздух, снижает риск образования воздушных пробок.
- Энергонезависимость – система без насоса работает в автономном режиме.
- Бесшумность и длительный срок службы.
В открытый бак несложно долить воды, если уровень теплоносителя снизился, однако есть и минусы. В частности, применять антифриз в открытых сетях нельзя – средство токсичное и будет отравлять воздух. К тому же придется четко посчитать зоны размещения котла – это самая низкая точка и бачка – самая высокая точка. Открытая емкость испаряет жидкость, требует утепления, кислород проникает в воду и вызывает газообразование.
Что касается герметичных сетей, плюсов больше:
- отсутствие контакта воды с кислородом;
- возможность запуска антифриза;
- регулировка интенсивности прогрева на каждом радиаторе;
- нет опасности завоздушивания сети;
- применяются трубопроводы меньшего диаметра;
- выкладка магистрали без расчета уклона;
- бак и котел устанавливаются в любой точке.
Минусы тоже есть – такая сеть для дома является энергозависимой, необходима установка группы безопасности.
В закрытых сетях с принудительной циркуляцией не нужна установка разгонного стояка – это снижает затраты на обустройство магистрали. Регулировка режима прогрева за счет интенсивности циркуляции теплоносителя хорошо экономит топливо.
