Тепло без проблем: схема отопления 2-х этажного частного дома
Содержание
Тепло без проблем: схема отопления 2-х этажного частного дома
Тепло в доме – важное условие для комфортного проживания. Так что от того, насколько ответственно вы подойдете к планированию отопительной системы, будет зависеть очень многое, начиная от здоровья домочадцев и заканчивая сохранностью всего здания. Тема сегодняшнего разговора – схема отопления 2-х этажного частного дома.
Как минимизировать теплопотери, создать в доме оптимальный температурный режим и при этом сэкономить на материалах и топливе – обо всем этом в нашем материале.
Читайте в статье
Для чего нужна схема отопления 2-х этажного частного дома и ее основные составляющие
Задача подбора оборудования для отопления дома – не из простых. Для ее решения нужно обладать комплексом инженерных познаний, данными математика и практическим опытом. Профессионалы справляются с проектированием отопления для частного дома за несколько часов. У любителя на это может уйти несколько дней. В этом случае вам пригодится полезная и важная информация о формулах для расчета, типах и видах отопительных систем, особенностях отопительных приборов с разными теплоносителями.
Прежде всего, разберемся, что такое схема отопления. Это графический план, в котором обозначены все места размещения элементов системы отопления двухэтажного частного дома и способы их соединения в единую сеть.
В частном доме отопление может иметь только замкнутый контур по понятным причинам, ведь основной источник тепла находится в самом здании.
Самый простой пример схемы – единая замкнутая труба, которая опоясывает здание по периметру. Теплоноситель нагревается в котле и, постепенно остывая, проходит по контуру, возвращаясь к первоначальной точке чтобы снова согреться. Так раньше делали своими руками водяное отопление частных домов. Схема такого контура предельно проста, и, казалось бы, зачем изобретать что-то новое? Но у этой простой системы были значительные недостатки – полноценно прогревались только первые комнаты на пути от котла. Тем помещениям, которые находились в конце кольца отопления, не везло. Температурный режим там был неудовлетворительным. На стенках разрасталась плесень, и находится в них длительное время было некомфортно. Кроме того, для полноценного обогрева требовалась объемная труба, а с ней не установишь мебель к стенкам.
Сейчас такую примитивную систему практически не используют, по крайней мере, не в жилых домах
На смену ей пришли современные отопительные приборы, с изящными батареями, разными теплоносителями и сложными системами разводки, позволяющими равномерно распределять тепло по всему дому.
Для большей эффективности в современных домах используют комбинированное отопление. Используют, к примеру, традиционный водяной контур с газовым котлом и электроприборы, которые включают для обогрева ванной комнаты или теплых полов в жилых помещениях.
В качестве генераторов тепла применяют печи на твердом или жидком топливе, инфракрасные обогреватели, теплонасосы, солнечные коллекторы и другие альтернативные источники.
О том, на каких источниках тепла построить схему, вам следует подумать заранее, взвесив все за и против. От вашего выбора будет зависеть принципиальное строение схемы
Кроме источника тепла, следует определиться, будет ли контур теплоносителя иметь принудительное или самотечное движение. Этот фактор – тоже один из важнейших в построении схемы. Для естественной циркуляции необходим тщательный расчет уклона трубы и мощности котла. С принудительной циркуляцией немного проще, движение осуществляется с помощью электронасоса, но тепло в доме будет зависеть от наличия электроэнергии. Жители загородных домовладений знают, что как раз наличие этой электроэнергии зависит от многих факторов и не является гарантированным.
Пока энергетики доберутся в ваши дебри и починят вышедшую из строя подстанцию, в доме стены покроются инеем
Еще один важный момент для выбора схемы – тип теплоносителя. В его роли может выступать вода, воздух или масло. Если выбор сделан в пользу воздуха – то это, скорее всего, каминное или печное отопление. Воздух можно обогревать с помощью электроприборов – конвекторов или инфракрасных излучателей. Вода – наиболее часто используемый вид теплоносителя. Она хорошо держит тепло, легко нагревается. Для сохранности трубопровода в воду добавляют антикоррозийные вещества и устанавливают фильтры для сбора осадка.
Совет! Если отопление установлено на даче и обогрев здания носит периодический характер, в воду добавляют антифриз. Так в отсутствие хозяев теплоноситель не замерзнет и не разорвет трубы.
Масляные электрические обогреватели – отличный вариант, если вы можете позволить себе большие расходы на электроэнергию. Они эффективно нагревают помещение, долго держат тепло даже после выключения.
Подобрав тип отопления, особенности котла, контура и теплоносителя, вы можете приступать к созданию схемы. Вот несколько примеров того, как выглядит проект отопления:
Как выбрать источник тепловой энергии
Чаще всего источник тепловой энергии подбирают не из соображений экономии или удобства, а вынужденно, руководствуясь особенностями расположения жилья и удаленности его от необходимых коммуникаций. Если нет электричества, понятно, что установить электрические обогреватели не получится. Отсутствие магистрали сетевого газа заставит вас сделать выбор в пользу твердого топлива, а отсутствие подъездных путей к дому – и вовсе обратиться к альтернативным источникам энергии. Рассмотрим разные варианты отопления и их особенности.
Отопление частного дома электричеством: основные нюансы
Существует два способа электрического отопления в частном доме:
- с помощью обогревателей, подключенных к сети;
- с помощью электрического котла, являющегося частью системы отопления с радиаторами.
Споры о том, что лучше – отдельные калориферы или электрический котел, продолжаются постоянно. Сторонники электро котлов в качестве аргумента приводят длительное сохранение тепла в системе. То есть традиционный теплоноситель медленно остывает, и, следовательно, такая система более эффективна и экономична. С другой стороны, конвекторы и масляные обогреватели нагревают комнату гораздо быстрее, а инфракрасные излучатели согревают предметы в помещении, каждый из которых становится своеобразной батареей.
С такими обогревателями нет нужды создавать какой-то проект или схему. Достаточно при приобретении прибора поинтересоваться его производительностью и площадью помещения, на которую рассчитан
Все бы хорошо, но учтите, что при выборе такого отопления вы попадаете в прямую зависимость от поставщика электроэнергии, а они, как говорилось выше, порой подводят.
Кроме того, электросеть в доме должна быть готова к такой нагрузке, ведь приборы отопления потребляют большое количество киловатт. То есть, хоть и не надо создавать проект отопления, придется тщательно подойти к разработке проекта электроснабжения жилища.
И последняя сложность, с которой придется столкнуться: стоимость электричества. На сегодняшний день расценки на электроэнергию достаточно высоки, не смотря на то, что наше государство производит его в огромных количествах, достаточных даже для продажи за рубеж. Такое отопление влетит вам в копеечку.
- электроотопление – крайний выход из ситуации, когда все остальные варианты невозможны;
- устанавливая электроприборы, следует позаботиться о дополнительных мерах безопасности и подготовить электропроводку к такой нагрузке;
- на случай перебоев с энергией следует держать под рукой бензогенератор чтобы не замерзнуть и не заморозить систему.
Статья по теме:
Многие владельцы загородных домов и квартир хотят знать, как выбрать экономичные электрообогреватели нового поколения. Чтобы сделать правильный выбор из всего многообразия приборов, представленных на рынке, изучите материалы нашей статьи.
Проще всего: отопление частного дома газом
Если неподалеку от вашего домовладения есть магистраль сетевого газа – вам повезло. Даже не рассматривайте никакие другие варианты. На сегодняшний день этот способ отопления – самый эффективный и экономичный из всех. Газовые котлы отопления от современных производителей имеют коэффициент полезного действия – 98, и этим все сказано.
С такой системой можно спокойно оставить дом без присмотра. Автоматика на газовых приборах настолько совершенна, что не допустит никаких сбоев
Отсутствие магистрального газа – проблема, но проблема решаемая. Отопление частного дома газовым котлом может осуществляться и с помощью сжиженного топлива. Сжиженный газ может быть в баллонах по 50-80 литров или в огромном баке – газгольдере, его размещают на участке подальше от дома, вкапывают в землю и заправляют с помощью специальных машин. Расход отопления частного дома газовыми баллонами тот же, что и магистральным газом, но придется доплатить за доставку и заправку носителей, а это примерно 20 процентов сверх стоимости газа.
Совет! Чтобы снизить расход газа на отопление следует максимально утеплить стены дома и снизить теплопотери через окна, двери и крышу.
- отопление газом – самый экономичный способ из всех возможных;
- при отсутствии магистрального газа используйте баллоны или газгольдер;
для сжиженного голубого топлива следует подбирать модель котла с небольшим показателем рабочего давления.
Статья по теме:
Газовые котлы для отопления частного дома. Как выбрать, классификация устройств, особенности применения, рейтинг напольных и настенных котлов, правильный монтаж своими руками без ошибок — в нашем обзоре.
По старинке: отопление частного дома твердым топливом
В твердотопливном котле можно сжигать дрова, уголь, торф, паллеты. Если дом находится в местности, где дрова – не проблема, этот вариант отопления вполне оправдан. То есть твердое топливо может стать альтернативой отопления частного дома без газа и электричества.
Можно установить настоящую русскую печь, камин или современный твердотопливный котел. Если дом не используется для постоянного проживания, камин или печь – неплохая идея. Если дом – место прописки, то учтите, что за твердотопливным котлом нужен глаз да глаз, а печь или камин нужно постоянно «кормить» днем, и, если вы хотите спать в тепле, ночью. Придется носить в дом дрова или уголь, заготавливать их на зиму, где-то складировать все это, чтобы топливо находилось в сухом состоянии. Нашим предкам все эти процедуры были привычными.
Отопление твердым топливом – не простой процесс. Нужно знать множество нюансов, например, как правильно управлять задвижками, чтобы не угореть и как разжечь огонь при отсутствии тяги в дымоходе в безветренную погоду.
Русскую печь самому сложить очень трудно, вам придется искать профессионального печника для этой работы. Современные котлы устанавливаются в отдельном помещении, котельной. Нужно признать, что заводские модели котлов очень эффективны.
Если у вас небольшая дача за городом, можно приобрести «буржуйку» с дверцей из огнеупорного стекла и любоваться языками пламени
Для буржуйки, камина или русской печи нет необходимости составлять проект. А для котла – нужно составить такую же схему с разводкой, как и остальные.
- для экономичного отопления частного дома без газа используйте теплогенераторы на твердом топливе, доступном в вашем регионе;
- используя твердотопливные системы, с особой ответственностью подойдите к вопросу вентиляции в доме;
- устанавливая котел или печь, продумайте меры противопожарной безопасности;
- будьте готов к тому, что вам придется постоянно заниматься обслуживанием системы.
Статья по теме:
При рассмотрении разных инженерных решений имеет смысл изучить внимательно котлы длительного горения на дровах для дома, цены, отзывы. На что необходимо обратите внимание при выборе, а также полезные советы и рекомендации — читайте в обзоре.
Модели альтернативного отопления частного дома
Благодаря научным разработкам, люди научились использовать энергию окружающей среды для отопления жилища. Поговорим о двух самых эффективных способах.
Энергия земли
У геотермального отопления частного дома большие перспективы. Пока эту передовую технологию используют немногие в нашей стране, но за рубежом подобные системы очень популярны.
Основной принцип действия такого отопления – извлечение тепловой энергии глубинных пород грунта. Для такой системы потребуется геотермальный тепловой насос, это дорогой агрегат.
Еще вам следует предусмотреть затраты на бурение скважины или прокладку оборудования по дну озера или реки
В коллекторе, проложенном в скважине или на дне водоема, циркулирует антифриз. Он нагревается от тепла земли и поднимается в дом с помощью насосов. Там в теплообменнике антифриз согревает воду и возвращается в коллектор.
Статья по теме:
Тепловой насос для отопления дома. Подобный способ организации отопления жилища вызывает огромное множество споров насчет эффективности и окупаемости. Давайте попробуем разобраться с этим в специальной публикации.
Энергия солнца
Извлечение энергии из солнечного света может осуществляться двумя способами: с помощью солнечных батарей или тепловых коллекторов. Солнечные батареи превращают свет в электричество, и потом полученная энергия направляется в отопительные приборы, например, в электрический котел.
Тепловой коллектор имеет тот же принцип работы, что и геотермальный, но расположен он на открытой площадке, например, на крыше здания.
Работают такие устройства даже в пасмурный день, не требуют особого обслуживания и предельно просты в эксплуатации
Кроме того, стоит отметить, что такой способ отопления – самый экологичный из всех. Окружающей среде не наносится никакого вреда. Единственный минус солнечный коллекторов – они не работают ночью.
- использование энергии земли и солнца для отопления – развивающийся тренд, имеющий большие перспективы;
- установка подобных систем на сегодняшний день – затратный процесс, но следует учесть, что в процессе эксплуатации вы не будете платить за энергию, то есть, по сути, отопление в доме будет бесплатным;
- альтернативные источники энергии нужно комбинировать с традиционными и тогда вы получите гарантированный результат и значительную экономию.
Открытые или закрытые системы?
Работа открытой системы основана на законе термодинамики. Теплоноситель двигается от зоны повышенного давления в зону пониженного давления, постепенно остывая. В качестве теплоносителя выступает вода. В таком контуре устанавливается расширительный бачок. Он принимает излишек жидкости, когда вода расширяется в результате нагрева, и отдает свое содержимое, если температура теплоносителя понижается.
Расширительный бачок не герметичен, при необходимости можно доливать жидкость
Схема системы отопления открытого типа предельно проста. Если вы планируете подобную систему, предусмотрите ее основные компоненты:
- котел;
- радиаторы;
- трубы для транспортировки теплоносителя.
Насос в такой системе не устанавливается. Можно использовать как газовые, так и твердотопливные котлы. Для отопления с помощью электричества такая система не подходит. Расширительный бачок устанавливают в самой высоткой точке системы, например, на крыше, если там идет разводка.
Важно! Расширительный бачок на чердаке нужно утеплять, чтобы вода в нем не замерзла.
Если дом не является постоянным местом проживания, на зиму следует сливать воду из такой системы, иначе вода замерзнет в трубах, и они лопнут. Для открытой системы необходимы толстостенные трубы, дело в том, что нагрев их может быть неравномерным, и трубопровод должен быть готов к экстремальным температурам.
Еще один важный момент – чем меньше в открытой системе поворотов и мест соединений, тем она эффективнее. Работает такой контур без перебоев и не зависит от электричества.
Пример схемы открытой системы отопления в частном доме:
Открытая система для печного отопления
Совсем иначе устроены закрытые системы отопления с принудительной циркуляцией. Схема такого контура включает в себя помимо перечисленных элементов насос и герметичный расширительный бачок. В этом бачке установлен клапан, который приходит в движении при заборе и отдаче жидкости. Кроме того, в одну часть такого бака закачан азот, который выталкивает теплоноситель в систему при понижении температуры. Благодаря полной герметичности, вода не испаряется и доливать ее в бачок нет необходимости.
Устройство расширительного бака
Движение воды обеспечивается электронасосом. Он гарантирует постоянное давление в системе и равномерный обогрев всех радиаторов. Закрытый бачок в таком контуре можно устанавливать в любом удобное месте, необязательно поднимать его на верхнюю точку.
К сведению! За счет отсутствия контракта с воздухом закрытая система отопления имеет более длительный срок эксплуатации.
Закрытая система позволяет использовать трубопровод небольшого диаметра, так что весь контур отопления выглядит намного аккуратнее. Есть у такого типа конструкции и свой минус – шум насоса. Если установить его должным образом, он практически не будет слышен, но малейшая ошибка при монтаже приведет к тому, что гул будет распространяться по всем комнатам. Кроме того, работа контура зависит наличия или отсутствия электричества, так что на всякий случай в доме должен быть генератор для обеспечения бесперебойной работы насоса.
Схема отопления закрытого типа с циркуляционным насосом:
Если говорить о том, какая система больше подходит для двухэтажного дома, то прислушайтесь к мнению профессионалов. А они советуют использовать для многоэтажных конструкций закрытые системы, гарантирующие равномерный прогрев всего контура.
Варианты циркуляции в системе
Мы уже затронули тему принудительной или естественной циркуляции в закрытых и открытых системах. Следует дополнить, что принцип естественного движения теплоносителя подходит лишь для систем, обогревающих небольшие площади и оборудованных маломощными котлами. Максимальная длина трубопровода в таком контуре – 30 метров. Гравитационные системы отопления двухэтажных домов – большая редкость. Коэффициент полезного действия у такого отопления ниже, чем у конструкций с насосом.
Сравним основные плюсы и минусы обогрева с естественной или принудительной циркуляцией:
Типы разводки их особенности
Схема разводки системы отопления в частном доме – результат работы инженерной мысли, не стоит недооценивать этот процесс.
Разводки можно условно поделить на три категории:
- по направлению на вертикальные или горизонтальные;
- по трубопроводу на двухтрубные или однотрубные;
- по направлению движения на тупиковые и встречные.
В проекте отопления двухэтажного дома должны присутствовать два вида из перечисленных категорий. Нельзя сказать, что какие-то из указанных видов являются хорошими или плохими, в каждом конкретном случае следует подбирать оптимальный вариант. Но как это сделать?
Первый выбор – однотрубная или двухтрубная разводка отопления в частном доме? В этом вопросе мнения расходятся кардинально, и следует изучить все аргументы, прежде чем прийти к решению.
Как выглядят однотрубные системы
Однотрубная система отопления частного дома выглядит как один контур с котлом и радиаторами. Он идеально подходит для строения в один этаж. Здесь всего один стояк, к которому подсоединены все остальные приборы.
Однотрубная система может быть горизонтальной или вертикальной, в зависимости от расположения стояка.
Схема однотрубной системы отопления с нижней разводкой:
Если такой тип системы применяется для двухэтажного строения, используют вертикальный стояк. Схема однотрубной системы отопления двухэтажного дома с вертикальным стояком:
Преимущества и недостатки однотрубной разводки:
| Плюсы | Минусы |
| На установку такой системы потребуется меньше, ее легко монтировать своими руками. | Нельзя подключать к вертикальному стояку больше десяти радиаторов. Нижние этажи не получат достаточно тепла. |
| Стоимость системы будет гораздо ниже за счет меньшего количества материалов. | С такой разводкой нельзя использовать термоклапаны и регулировать температуру воздуха в конкретной комнате. |
| Для однотрубной разводки требуется установка циркуляционного насоса. Без него эффективность системы будет крайне низкой. |
К сведению! Современные радиаторы имеют регуляторы и клапаны, которые позволяют регулировать температуру даже при однотрубной разводке.
Что представляют собой двухтрубные системы
Двухтрубная система отопления с верхней разводкой дает теплоносителю подняться вверх и далее перемещаться к каждому радиатору по отдельности. Таким образом, к каждой батарее подходит два трубопровода с входящим и исходящим потоком.
Пример схемы двухтрубной системы отопления двухэтажного частного дома:
Преимущества и недостатки такого контура:
| Минусы | Плюсы |
| В сравнении с однотрубной системой потребуются большие расходы на материалы. В такой системе намного больше переходников, кранов и прочей фурнитуры. | Равномерный прогрев всех помещений. Теплоноситель поступают в каждую батарею с одинаковой температурой. |
| В таком контуре можно использовать естественную циркуляцию. Нет необходимости в мощном электронасосе. | |
| Чтобы произвести ремонт радиатора, нет необходимости отключать весь контур. | |
| Есть сложности в установке двухконтурного отопления частного дома своими руками. | Можно использовать тупиковый или попутный способ движения теплоносителя. |
| Такой контур отлично подходит к зданиям с большой площадью. |
К сведению! Специалисты по системам отопления рекомендуют устанавливать на каждом радиаторе термокраны и сливные краны для срочного ремонта.
Немецкая практичность: схема Тихельмана
Инженер из Германии Альберт Тихельман первым предложил изменить принцип работы обратки в системе отопления. Смысл системы Тихельмана в двухэтажном доме в том, что все контуры циркуляции имеют одинаковую протяженность, что позволяет поддерживать постоянное равномерное давление.
Схема Тихельмана для двухэтажного дома:
Конструкция Тихельмана должна охватывать все здание, объединяя этажи. Специалисты рекомендуют дополнительно установить на каждом этаже насос для циркуляции теплоносителя. Некоторые рекомендуют устанавливать один общий вертикальный стояк и уже от него делать разводку по этажам. Для лучшей регулировки температурного режима в помещениях в контуре устанавливаются балансировочные краны. Они позволяют производить точную поэтажную настройку.
Что хорошо и что плохо в петле Тихельмана на два этажа:
| Плюсы | Минусы |
| Может использоваться в помещениях с любой геометрией | Увеличение длины трубопровода ведет к повышению расходов на материалы |
| В таком контуре есть возможность установки большого количества радиаторов | Нельзя использовать трубы маленького диаметра |
| Равномерный прогрев помещений | |
| Простота в монтаже | Есть сложности с прокладкой петли в нестандартных дверных и оконных проемах |
| Устойчивость к неблагоприятным факторам и долгий срок эксплуатации |
Сейчас система Тихельмана – одна из самых популярных среди владельцев загородных домовладений.
Современный стиль: схема «Ленинградка»
В классической системе отопления «Ленинградка» для двухэтажного дома батареи отопления выставляют на одном уровне по периметру здания. По расположению трубопровода она может быть вертикальной или горизонтальной. Для двухэтажного здания характерно использование вертикального трубопровода. Его сложнее монтировать, но эффективность работы такой системы намного выше горизонтальной.
Ленинградская система отопления, схема для двухэтажного дома:
В современном проектировании подобных систем активно используются байпасы, фитинги, терморегулирующие клапаны и другое дополнительное оборудование, которое значительно повышает КПД контура. Для циркуляции теплоносителя можно использовать насос, но «Ленинградка» справится и с естественной циркуляцией.
Преимущества и недостатки схемы:
| Плюсы | Минусы |
| Вполне возможно осуществить монтаж отопления частного дома «Ленинградка» своими руками. Схема контура проста и доступна для начинающего мастера. | Расчеты для составления проекта должны производить профессионалы |
| Высокая эффективность системы | |
| Сравнительно небольшие расходы на материалы для монтажа | Необходима настройка и балансировка системы |
| Можно ремонтировать радиаторы без отключения всего контура. |
Коллекторная система отопления: особенности и преимущества
У коллекторной схемы отопления двухэтажного дома есть главная отличительная особенность: к каждой батарее идет собственная подводка. Это дает возможность регулировать нагрев каждого радиатора или вовсе его отключить при необходимости. Основной элемент такого контура – коллектор. Это фрагмент трубы большого диаметра с одним входом и множеством исходящих трубок. К каждому выходу можно подключить свой контур.
Схема коллекторного контура:
Теперь о преимуществах и недостатках такой системы:
| Плюсы | Минусы |
| Каждым радиатором можно управлять по отдельности: регулировать температуру и отключать | Для обогрева здания с таким контуром потребует больше энергии |
| Для подобной системы можно использовать тонкие трубы и даже прятать их в толще стены | У системы высокий уровень гидравлического сопротивления, так что не обойтись без одного, а лучше нескольких насосов |
| Можно монтировать несколько контуров для разных этажей или помещений. Это очень удобно, если вы планируете делать теплый пол в некоторых из них. | Функционирование системы зависит от электроэнергии. |
Чтобы лучше представить себе особенности коллекторного отопления двухэтажного дома, видео материал по теме:
Лучевая система отопления и ее схема
Использование лучевой системы отопления двухэтажного дома – один из самых эффективных вариантов. Он гарантированно обеспечит ваше жилище теплом и при этом позволит сэкономить на энергии. В этом случае потребуется установить не один, а несколько коллекторов, по одному на этаж. И, кроме того, на каждый этаж монтируется своя и подающая и обратная ветка.
Важно! Для лучевого отопления дома важно тщательно утеплить стены.
Схема лучевой разводки:
Положительные и отрицательные моменты:
| Плюсы | Минусы |
| Все части системы можно скрыть под полом или в стенах | Стоимость материалов для монтажа достаточно высока |
| Можно производить монтаж своими руками | |
| Система работает очень стабильно, не страдает от гидравлических ударов | Необходима профессиональная наладка работы контура |
| Для ремонта не нужно отключать все отопление в доме |
Лучевая система отлично подходит для многоэтажных конструкций. Не смысла устанавливать ее в одноэтажном доме с небольшим количеством помещений.
Теплотехнический расчет системы отопления: для чего он нужен
Признак профессионального подхода к разработке схемы отопления – расчет теплопотерь. Нужно ли делать его, если речь идет всего лишь о частном домовладении в пару этажей?
Что даст нам такой расчет:
- установим, какой мощности потребуется котел;
- рассчитаем количество радиаторов для каждой комнаты;
- узнаем, в какую сумму будет обходиться обогрев дома;
- поймем, как можно избежать теплопотерь;
- определим вероятность разрушения стройматериалов и отделки от сырости и перепадов температур.
Сложность только в том, что трудно сделать расчет отопления частного дома своими руками. На это уйдет много времени и нервов. Так что, приступая к расчетам, запаситесь терпением и калькуляторами, упрощающими процесс.
Расчет мощности котла отопления по площади дома, формула
Если вы ошибетесь с выбором котла, учтите, что результатом будет перерасход топлива и уменьшение срока эксплуатации системы. Если котел работает на твердом топливе, то придется гораздо чаще производить его чистку.
С другой стороны, слишком мощный котел приведет к незапланированным расходам, а это тоже ни к чему
Совет! Рассчитывая необходимую мощность котла, заложите небольшой запас на случай экстремального понижения температуры.
Перед началом расчет следует определить возможные теплопотери здания. Это очень сложная часть работы, требующая учитывать множество показателей.
На размеры теплопотерь влияют материалы стен, фундамента и кровли. Следует учитывать наличие теплых полов и тип применяемой разводки. Организации, профессионально занимающиеся подобными расчетами, учитывают даже бытовую технику в доме, от которой может производится тепло в процессе эксплуатации. Но такая точность, в принципе, ни к чему.
В упрощенном варианте считается, что для средней полосы достаточно одного киловатта тепловой энергии для обогрева десяти квадратных метров площади. Таким образом, если площадь вашего дома, например, 100 квадратов, то следует прибрести котел с мощностью 10 киловатт. Такая норма соответствует стандартным помещениям со стандартной высотой потолков. Если же дом имеет нестандартные габариты, придется все же заняться расчетами.
Если дело всего лишь в высоких потолках, поступите просто: рассчитайте и примените коэффициент. Если взять за единицу стандартную высоту в 270 сантиметров, то при высоте, к примеру, в 320 сантиметров вы получите коэффициент 1.2. Его и применяйте. Таким образом, умножая наши десять киловатт (при ста квадратах) на 1.2 получим требуемую мощность в 12 киловатт.
Еще один важный коэффициент – климатический. То есть 1 киловатт – это для средней полосы России. А для северных регионов потребуется минимум 2, для подмосковья – 1.5, для юга – 0,9. При расчете следует это учитывать.
Что еще важно? Наличие и отсутствие водяного контура в котле. То есть если прибор должен еще и греть воду для кухни и ванной, умножьте полученную мощность на 20-25 процентов. И не забудьте прибавить десять процентов на случай аномальных морозов.
Это самый примитивный способ расчета. Он не учитывает материал стен и другие характеристики строения. Чтобы получить более точные результаты, используйте калькулятор.
Калькулятор расчета котла для отопления дома
Расчет расширительного бака и его особенности
Задача расширительного бачка – поддерживать оптимальное давление в системе, не допуская гидроудара и разрыва трубопровода. При открытой системе расчет размера бака не особенно важен. Это просто емкость на чердаке. Лучше взять большой резервуар, чтобы вода не вылилась, даже если она закипит в трубах.
Гораздо сложнее, если система закрытая.
Бак может стоять в любом удобном месте и от того, насколько удачно вы подберете его объем, будет зависеть эффективность работы отопления и отсутствие аварийных ситуаций
Для расчета потребуется вычислить полный объем контура с трубами и радиаторами. В технической документации батарей есть указание на объем теплоносителя. Остается только посчитать объем трубопровода, используя формулы для шестого класса общеобразовательной школы. Понятно, что совершенно точной цифры вы не получите, да это и не важно. Возвращаясь к теме упрощенных расчетов, отметим, что в среднем на 1 киловатт мощности котла приходится примерно 15 литров теплоносителя при условии использования современного оборудования. То есть для нашего гипотетического дома в 100 квадратов и котла в 10 киловатт потребуется 150 литров воды. Дальше нужно применить формулу:
Объем бака = объем теплоносителя х 0.04 (4% — коэффициент расширения)/ величина эффективности мембраны в баке.
Последний показатель не сложно найти в технической документации к расширительному бачку. Если процедура показалась вам слишком сложной, используйте калькулятор.
Калькулятор расчета объема расширительного бака для отопительной системы
Простой расчет циркуляционного насоса для системы отопления
Для отопления двухэтажного коттеджа потребуется циркуляционный насос. Он обеспечит оптимальное давление в системе и равномерное распределение тепла.
Совет! Чтобы уменьшить шум от работы системы, покупайте мотор с погружным ротором.
Для вычисления мощности прибора потребуются два показателя: потребность дома в тепловой энергии и уровень гидравлического сопротивления контура. Мы уже узнали, что для нашего дома в 100 квадратов потребуется 10 кВт тепловой энергии. Это просто.
Гидравлическое сопротивление рассчитать довольно сложно. Потребуется формула:
H=1,3×(В1С1+В2С2+А1+А2+…+АN)/10000, где
А – сопротивление отдельных узлов системы;
В – потери давления в контуре подачи и обратки;
С – длина трубопровода обратки и подачи.
Если вам удалось получить из технической документации элементов системы все эти показатели – приз в студию. И в качестве поощрения – окончательная формула для расчета производительности мотора:
Q=0,86×Р/(TF-TR), где
Р – тепловая мощность;
TF – температура подачи теплоносителя;
TR – температура на выходе.
Получили все требуемые значения? Изучайте техническую документацию агрегатов и выбирайте наиболее подходящий
Можете воспользоваться двумя несложными калькуляторами для расчетов:
Калькулятор расчета производительности циркуляционного насоса
Калькулятор расчета напора циркуляционного насоса
Вся конструкция своими руками: монтаж отопления в частном доме
Какую из предложенных схем вы выберете – зависит от особенностей вашего дома и режима проживания в нем. Мы рассмотрели все советы и рекомендации, как правильно провести отопление в частных домах. Остается только рассмотреть практическое применение полученных знаний. Не забывайте, что минимальное количество соединений и узлов – залог надежности всего отопительного контура.
Небольшой мастер класс о том, как правильно сделать отопление в двухэтажном доме:
Во сколько обойдутся работы?
Понятно, что дешевле всего самостоятельный монтаж систем отопления частных домов. Цена услуг наемных мастеров кому-то покажется слишком высокой, но тут придется решать – если есть время и желание, можно сделать все своими руками. Если нет – приготовьте кошелек. Стоимость отопления частного дома под ключ – от 100 тысяч рублей, и это без учета котла.
Сейчас не сложно найти фирму, занимающуюся прокладкой систем отопления частных домов. Прайс цены работы колеблется в зависимости от региона проживания, графика и объема работ.
Понятно, что быстрее – тем дороже. Поэтому лучше не откладывайте установку системы на холодное время года
Вот примерный перечень стоимости работ:
| Работы | Ориентировочная стоимость, руб |
| Установка одноконтурного котла | 12500 |
| Установка двухконтурного котла | 15500 |
| Установка напольного котла | 18000-25000 |
| Установка бойлера для нагрева воды | 5500- 8500 |
| Установка дымохода | 1500—2100 |
| Установка расширительного бачка | 2000 |
| Установка насоса для циркуляции | 2000 |
| Установка коллектора | 3500 |
| Установка насосной группы | 2500 |
| Подключение котла и насоса к сети | 5000 |
| Настройка котла | 3000 |
| Установка радиаторов | 2500—4900 |
| Монтаж теплого пола | 1600 за 1 квадратный метр |
| Монтаж терморегуляторов | 500 |
| Установка стояков | 400-500 |
| Пробивание отверстий в кирпиче и бетоне | 200-2500 |
| Разводка системы отопления | 300 за 1 погонный метр |
Подводим итоги
Чтобы правильно составить схему отопления 2-х этажного частного дома необходимо учесть многие показатели. Следует вычислить потребность в тепле, изучить особенности разных источников тепловой энергии и подобрать оптимальный вариант, подходящий для ваших условий. Не завывайте принять во внимание и расценки на разные виды топлива.
Не забывайте оставлять комментарии и делиться собственным опытом. В заключении предлагаем вам подробный видеоматериал по теме:
Схема отопления 2-х этажного частного дома: виды разводки и расчет оборудования
Централизованное теплоснабжение многократно увеличивает расходы на содержание жилья. Владельцы частных домов выбирают автономный способ отопления. Оптимальный вариант для индивидуального жилищного строительства — монтаж отопления двухэтажного частного дома своими руками. Схемы, расчеты и привязку типового проекта выполняют самостоятельно. Схема отопления 2-х этажного частного дома — одна из составляющих инженерной части проекта.
Эффективная схема отопления частного дома обеспечит комфортный микроклимат в холодную пору
Теплотехнический расчет системы отопления 2-х этажного частного дома
Теплотехнический расчет определяет рабочие параметры системы отопления — общую величину потерь тепла в здании, мощность оборудования, количество отопительных приборов и т.д.
Мощность теплогенератора рассчитывают по сумме теплопотерь дома, которая учитывает:
- площадь отапливаемых помещений;
- климатические условия местности;
- наличие и состояние, в котором находится термоизоляция помещений;
- материал и толщину наружных (несущих) стен, полов и перекрытий;
- конструкцию кровли, наличие технического этажа;
- герметичность и размер окон, уличных (балконных) дверей.
Теплопотери частного дома
Составляющие системы отопления частного дома
Котел — генератор тепла в системе отопления и горячего водоснабжения. Усредненный норматив мощности 100 Вт на 1 м 2 площади при условии, что высота утепленного помещения не более 3 метров. Предусматривают запас до 20% от производительности котла на неучтенные потери. Горячее водоснабжение требует увеличения резерва мощности от 50%.
Сводная таблица, с вариантами типовых теплотехнических расчетов мощности котла, позволяет сравнить ориентировочные результаты подбора и существующие модели теплогенераторов.
Варианты типовых теплотехнических расчетов мощности котла
Котлы могут работать на дизельном топливе, коксе, угле, дровах, торфе, пеллетах, природном газе или электричестве. Выбор вида топлива зависит от его доступности. Более 70% потребителей используют газовые котлы. Электрический котел (конвектор) рассматривают как резервный или комбинированный вариант.
Напольный котел лучше устанавливать в отдельном специально оборудованном помещении
Чугунные или стальные генераторы тепловой энергии производят в напольном и настенном исполнении. Стационарные напольные котлы устанавливают в отдельном помещении, которое оборудуют бойлером, расширительным баком, дымоходом и системой принудительной вентиляции (согласно нормам и требованиям газовой службы).
Настенным газовым котлам дымоход и отдельное помещение не требуются. Кислород для сжигания газа поступает по гибкой гофрированной трубе. Одноконтурный агрегат предназначен для отопления. Использование схемы отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом обеспечивает обогрев и горячее водоснабжение.
Настенным газовым котлам дымоход и отдельное помещение не требуются
Способы передачи тепловой энергии котла в систему: принудительный оборот теплоносителя и естественная циркуляция (энергонезависимый способ отопления). Конструкция котла с двумя контурами содержит встроенный циркуляционный насос и закрытый расширительный бак.
Носители тепловой энергии в системе отопления: вода, антифриз или электролитный теплоноситель для электродных котлов проточного типа.
Вода имеет высокую теплоемкость и плотность, но требует соблюдения постоянного температурного режима помещения зимой. Собственники жилья, которые пользуются домом нерегулярно, предпочитают в качестве теплоносителя антифриз.
Схема обустройства системы отопления с расширительным баком открытого типа
Выбор типа разводки отопления и вида теплоносителя производят на стадии разработки проекта. Вязкость, коэффициент расширения и теплоемкость антифриза замедляют теплообменный процесс и снижают теплосъем радиаторов. Для теплоносителя «незамерзайка» требуется увеличить мощность насосов и проходное сечение системы.
Важно! Присутствие в антифризе этиленгликоля ограничивает его применение в котлах двухконтурного типа. Некоторые присадки разрушают детали из полипропилена, чугуна, цветных металлов, резины.
Напольный радиатор, установленный возле двери, может выполнять функцию тепловой завесы
Обогревательный прибор — стальной, алюминиевый, комбинированный, чугунный или анодированный радиатор (батарея), который отдает свое тепло и обеспечивает в помещении благоприятный микроклимат.
Теплоотдача и инерционность зависят от материала и размеров прибора. Длину конструкций батарей изменяют, регулируя необходимое количество секций. Воздухоотводчик (кран Маевского) и вентиль-терморегулятор, установленный на входе теплоносителя в отопительный прибор, обеспечивают равномерный расчетный теплосъем. Запорный вентиль на отводящем патрубке необходим для технического обслуживания при эксплуатации.
С помощью крана Маевского можно отрегулировать распределение теплоносителя в радиаторе
Места установки отопительных приборов обозначены в нормативной технической документации: по периметру отапливаемого помещения, под оконными проемами, возле входной двери. Тепловая завеса, установленная при входной двери, не позволит проникнуть холодному воздуху с улицы в жилой дом.
Способы соединения радиаторов со стояками и трубопроводом: односторонний, диагональный и нижняя подводка.
Изменение мощности теплоотдачи радиаторов в зависимости от способа присоединения к ним труб
Количество радиаторов (I) вычисляют по формуле:
S — площадь помещения, (м 2 );
P — паспортное значение мощности одной секции, (Вт);
k1 — повышающий коэффициент на стеклопакеты;
k2 — понижающий коэффициент потерь, который зависит от площади наружных стен;
k3 — зависимый коэффициент от конструкции и утепления кровли (с чердаком или без);
k4 — зависимый коэффициент от высоты потолка (k4 = 1, при h = 2,5 м), чем выше межэтажное пространство, тем большее значение поправки.
Ширину радиатора регулируют количеством наборных секций
Обратите внимание! Производитель указывает в паспорте изделия расчетные параметры: внутренний объем, и мощность радиатора. Расход теплоносителя в батарее мощностью 7 кВт — 7 литров в минуту.
Трубопровод передает, распределяет и возвращает теплоноситель в котел. Направленное движение потока тормозит шероховатая внутренняя поверхность труб, изменение диаметров проходного сечения, повороты. Величина гидравлического сопротивления определяет способ циркуляции (естественная или принудительная).
Трубная обвязка (замкнутый контур) обеспечивает герметичность системы. Мощность котла прямо пропорциональна расходу теплоносителя, который определяет внутренний радиаторный объем, емкость теплообменника котла и наполнение участков трубопровода.
Схема подключения радиаторов в двухтрубной системе отопления частного дома
В системах отопления частных домов применяют стальные бесшовные и полипропиленовые трубы с минимальным коэффициентом внутреннего сопротивления (шероховатости).
Расширительный бачок для отопления закрытого типа или открытого присутствует во всех схемах системы отопления двухэтажного частного дома. Давление, которое создает в напорном трубопроводе циркуляционный насос или силы гравитации, изменяет температуру кипения теплоносителя. Резкое вскипание воды может спровоцировать самопроизвольный скачок напора, выделение растворенных газов и многократное увеличение объема (температурное расширение), что приводит к разрушению составляющих системы отопления. Расширительный бачок помогает избежать подобных проблем.
Конструкция мембранного расширительного бака закрытого типа
Мембрана разделяет герметичный расширительный бак закрытого типа на водяную и воздушную камеры. В системах закрытого типа бак устанавливают на патрубок обратного трубопровода, перед всасывающим патрубком циркуляционного насоса. Зависимая компоновка подразумевает подъем бака на высоту не менее одного метра.
Открытый расширительный бачок устанавливают в верхней точке разгонного (главного) стояка на чердаке. В корпус врезают переливную трубу и питательный напорный трубопровод. Конструкция нуждается в тщательной термоизоляции, так как при низких температурах неутепленный бак и перелив могут «разморозиться». Расчетный объем емкости (10% от общего объема заполнения сети) обеспечивает экономию нагретого теплоносителя при переливе и удаление воздуха. Недостаток расширительного бака открытого типа — испарение теплоносителя.
Фитинг — соединительная часть трубопровода, устанавливается в местах его разветвлений, поворотов, переходов на другой диаметр
Важно! В системах отопления с антифризом в качестве теплоносителя устанавливают расширительные баки закрытого типа, которые обеспечивают герметичность, сохранение первоначального объема и свойств теплоносителя.
Установка запорной арматуры в системе отопления предоставляет возможность отключить участок сети или оборудование для проведения профилактики, ремонта или замены. Шаровые вентили устанавливают на стояки, до и после приборов отопления, насосов, коллекторов, котла, бойлера.
Шаровые вентили устанавливают до и после приборов отопления
Предохранительная арматура — обратный и предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик, балансировочный вентиль. Защищают трубопровод от дросселирующих потоков и гидравлических ударов систему отопления (насос, радиатор, котел). Клапан-отсекатель прекращает подачу топлива при срабатывании датчиков-газоанализаторов, отключении электричества и прекращении циркуляции через теплообменник.
Регулирующая арматура (электронный или электромеханический регулировочный вентиль, кран-терморегулятор) выравнивают показатели в системе отопления.
С помощью электронного крана-терморегулятора выравнивают показатели в системе отопления
Основное условие для арматуры и соединительных деталей в системе теплоснабжения — фитинг должен обеспечивать должную проходимость с меньшими потерями напора и герметичность разветвлений, поворотов, переходов диаметра в трубопроводе.
Статья по теме:
Гидрострелка: принцип работы, назначение и расчеты. Способ оптимизации системы отопления в частном доме. Устройство, подключение гидрострелки и распределительной гребенки.
Гидрострелка и распределительный коллектор разделяют гидравлические контуры, снижают потери, увеличивают проходимость, распределяют тепловую нагрузку. Дополнительно служат местом установки измерительных приборов группы безопасности (тепловых датчиков, расходомеров, манометра, термометра). Термодинамическая стрелка обеспечивает удаление растворенных газов и взвешенных частиц из теплоносителя.
Гидрострелка и распределительный коллектор разделяют гидравлические контуры, снижают потери, увеличивают проходимость, распределяют тепловую нагрузку в многоконтурной системе отопления
Циркуляционный насос в системе отопления частного дома двигает поток нагретой воды по замкнутому контуру, поэтому высота дома не оказывает существенного влияния на мощность насоса. В «мокрых» циркуляционных насосах ротор с рабочим колесом находится в отопительном трубопроводе. Рабочая среда смазывает детали и охлаждает двигатель. Принцип работы и функциональные особенности насосов зависят от мощности, напора (м), подачи и КПД
Формула расчета производительности насоса:
Q=P/ ΔT* 1,16 (м/с, л/с, м 3 /час),
Формула расчета напора:
1,7 для термостатических, двух- или трехходовых кранов
Циркуляционный насос устанавливают традиционно на обратный трубопровод перед котлом или выносят нагнетатель давления на байпас. Руководство по установке и эксплуатации прибора разрабатывает производитель.
Схема байпаса с установленным циркуляционным насосом
Разновидности систем отопления
Принцип устройства однотрубной системы отопления (схема приведена ниже) — последовательное подключение радиаторов в разводке контура отопления. Термодинамика процесса основана на увеличенном диаметре трубопровода (не менее 32 мм), уклоне прямых участков (0,5% длины) и превышении оси радиатора над центральной линией котла (Н).
Саморегуляция в контуре происходит благодаря разнице температур между первым/последним радиатором и силе гравитации. Поток проходит поочередно через каждый отопительный прибор (обратка предыдущего является подачей следующего радиатора). Температура снижается по мере удаления от источника тепла, а плотность воды наоборот, возрастает.
На рисунке отображена принципиальная схема отопления с естественной циркуляцией.
Схема однотрубной системы отопления с естественной циркуляцией открытого типа
Важно! Однотрубную схему с естественной циркуляцией применяют для отопления домов площадью менее 100 м 2 . Схема исключает возможность устройства теплых полов и горячего водоснабжения.
Однотрубный контур подключения отопительных приборов известен, как система отопления «Ленинградка». Для увеличения эффективности системы схема «Ленинградка» может быть дополнена насосом, клапанами, термостатами и вентилями, обеспечивающими балансировку, между патрубками подачи/обратки устанавливают байпас.
Принцип подключения радиаторов при одно- и двухтрубной разводке системы отопления
Двухтрубная система отопления разделяет подающую магистраль и обратный трубопровод. Разводка повышает КПД системы, снижает тепловые потери и гидравлическое сопротивление.
Двухтрубный контур определяет параллельное подключение входного и выходного патрубков отопительного прибора. Температура теплоносителя в радиаторах выравнивается, нагрев не зависит от удаленности источника тепла.
Система водяного отопления с двухтрубной нижней разводкой и естественной циркуляцией: 1 — котел; 2 — воздушная линия; 3 — разводка; 4 — подающие стояки; 5 — обратные стояки; 6 — обратка; 7 — расширительный бак
Установка вентилей и кранов-терморегуляторов позволяет производить ремонт и замену батареи без отключения системы. Дополнив двухтрубную разводку гидравлическим модулем (стрелка с компланарным коллектором), можно разделить контуры радиаторов (высоконапорный), теплых полов (низконапорный) и горячего водоснабжения. Технических недостатков при правильном теплотехническом расчете в системе нет.
Система водяного отопления с двухтрубной верхней разводкой и естественной циркуляцией: 1 — котел; 2 — главный стояк; 3 — разводка; 4 — подающие стояки; 5 — обратные стояки; 6 — обратка; 7 — расширительный бак
Коллектор в схеме отопление двухэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя
Радиальный способ прокладки трубопровода и подключение независимых цепей в центральной части этажа. Одинаковая длина и диаметр лучей контура, обеспечивает гидравлический баланс, снижает сопротивление и улучшает теплообмен. Расчетного объема подачи в независимых звеньях цепи добиваются установкой регулирующей арматуры (балансировочный клапан) и циркуляционных насосов внутри контуров.
Увеличение расхода материалов и сложный монтаж окупает высокий уровень точности регулировки и удобство эксплуатации.
Двухтрубная лучевая схема разводки отопления с коллектором
Распределение теплоносителя по высоте
Нижняя подача в схеме разводки отопления двухэтажного дома подразумевает врезку стояков отопления в кольцо первого этажа (подвала или технического подполья). При двухтрубной нижней разводке разводящая цепь (подача) прокладывается параллельно с кольцом отводящего трубопровода (обратка). Теплоноситель поднимается вверх, проходит через радиаторы, опускается по стоякам обратки в собирающий трубопровод, по которому возвращается в котел.
Подающие стояки поднимают выше радиаторов второго этажа и объединяют воздушной линией, с автоматическим клапаном для удаления воздуха из системы. На каждый отопительный прибор дополнительно устанавливают вентиль-воздухоотводчик (кран Маевского).
Схема вертикальной разводки системы отопления двухэтажного частного дома
Верхнюю разводку отличает направление движения рабочего потока (сверху вниз). Главный стояк (труба, которая поднимается от котла, через межэтажные перекрытия в центральный расширительный бак) подает теплоноситель в кольцо или тупиковые участки верхней разводки. Подающие стояки опускаются с чердака, подают горячую воду в батареи. Вертикальные стояки собирают теплоноситель в обратный трубопровод, по которому поток возвращается в котел.
Верхнюю разводку применяют в южных областях России. В центральных и северных регионах способ подачи и распределения теплоносителя сверху требует обустройства теплого чердака.
Двухтрубная вертикальная система отопления (с верхним и нижним способами подачи воды) требует проведения постоячной балансировки. Обладает гидравлической и температурной стабильностью при выполнении условий наладки.
Параллельное подключение радиаторов в двухтрубной системе отопления двухэтажного дома (схема с расширительным баком закрытого типа)
Горизонтальные виды систем отопления
Горизонтальная двухтрубная распределительная система основана на коллекторном подключении радиаторов отопления. Гребенку располагают в специальном шкафу заводского изготовления. Элементы системы из полипропилена укомплектованы производителем.
Фирменная запорная арматура и фитинги ускоряют монтаж, улучшают качество сборки двухтрубной системы отопления с нижней разводкой из пропилена. Устройство индивидуальных врезок обеспечивает независимую работу элементов, повышает стабильность системы.
Коллекторный шкаф для системы отопления с теплым полом из полипропилена
Напольное отопление — тип водяного отопления, в котором греющие элементы, змеевики из полимерных труб, уложены в напольные конструкции. Каждое звено подключено к распределительной гребенке по независимой схеме отопления из пропиленовых труб. В частном доме, который оборудован теплыми полами, требуется балансировка независимых циркуляционных контуров.
Важно! Автоматика регулировки должна поддерживать температуру рабочей среды напольного отопления не более 55 °C.
Разобраться в устройстве системы отопления частного дома самостоятельно совсем несложно. Но для качественного обеспечения комфортного микроклимата в холодную пору лучше обратиться к специалистам.
Источник https://housechief.ru/skhema-otopleniya-2-kh-ehtazhnogo-chastnogo-doma.html
Источник http://remoo.ru/kommunikacii/skhema-otopleniya-2-h-ehtazhnogo-chastnogo-doma
Источник
Источник