Система отопления для небольшого трехэтажного дома

Комфортная температура в комнатах необходима для проживания в доме, поэтому владельцы частных построек, особенно, в которых возведен не один этаж, а два, задумываются о способах монтажа обогрева всех комнат. Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома – это идеальный вариант для поддержания необходимого тепла в любое время года.

Вариант схематичного обогрева всех этажей

Общие сведения о двухтрубной системе отопления

Любая система обогрева с жидким теплоносителем состоит из одного или нескольких замкнутых контуров, соединяющих радиаторы и котёл.

В двухтрубной разводке горячий теплоноситель подаётся по одной ветви контура, а возвращается по другой, отсюда и происходит название.

Схема типичной двухтрубной системы отопления в частном доме.

Признаки классификации:

1. Организация движения теплоносителя – самотёчная и принудительная.
2. Конструкция – открытая или закрытая, горизонтальная или вертикальная.
3. Разводка труб – лучевая, тупиковая, кольцевая.

Комбинируя свойства, можно добиться наилучшего соответствия условиям эксплуатации.

Типы радиаторов для обогрева многоквартирных домов

В многоэтажных домах нет единого правила, позволяющего использовать конкретный вид радиатора, поэтому выбор особо не ограничивается. Схема отопления многоэтажного дома довольно универсальна и имеет хороший баланс между температурой и давлением. К основным моделям радиаторов, используемых в квартирах, можно отнести следующие устройства:

1. Чугунные батареи
   . Нередко используются даже в самых современных зданиях. Дешево стоят и очень легко монтируются: как правило, установкой данного типа радиаторов владельцы квартир занимаются самостоятельно.
2. Стальные отопители
   . Этот вариант является логичным продолжением разработок новых отопительных приборов. Будучи более современными, стальные панели отопления демонстрируют хорошие эстетические качества, довольно надежны и практичны. Очень хорошо сочетаются с регулирующими элементами отопительной системы. Специалисты сходятся во мнении, что именно стальные батареи можно назвать оптимальными при использовании в квартирах.
3. Алюминиевые и биметаллические батареи
   . Изделия, изготовленные из алюминия, очень ценятся владельцами частных домов и квартир. Алюминиевые батареи имеют самые лучшие показатели, если сравнивать с предыдущими вариантами: отличные внешние данные, небольшой вес и компактность отлично сочетаются с высокими эксплуатационными характеристиками. Единственный минус этих устройств, который нередко отпугивает покупателей – высокая стоимость. Тем не менее, специалисты не рекомендуют экономить на отоплении и считают, что такое вложение окупится довольно быстро.

Заключение
Правильный выбор батарей для централизованной системы отопления зависит от рабочих показателей, которые присущи теплоносителю в данном районе. Зная скорость остывания теплоносителя и тем его движения, можно рассчитать необходимое количество секций радиатора, его размеры и материал. Не стоит забывать и о том, что при замене отопительных приборов необходимо проследить за соблюдением всех правил, поскольку их нарушение может привести к возникновению дефектов в системе, и тогда отопление в стене панельного дома не будет выполнять свои функции (прочитайте: «Трубы отопления в стене»).

Выполнять ремонтные работы в отопительной системе многоквартирного дома самостоятельно также не рекомендуется, особенно в том случае, если это отопление в стенах панельного дома: практика показывает, что жильцы домов, не имея соответствующих знаний, способны выбросить важный элемент системы, посчитав его ненужным.

Централизованные системы отопления демонстрируют хорошие качества, но их нужно постоянно поддерживать в рабочем состоянии, а для этого нужно следить за многими показателями, включая теплоизоляцию, износ оборудования и регулярной замены отработавших свое элементов.

Преимущества и недостатки

Плюсы и минусы двухтрубной системы следует рассматривать с учётом эксплуатационных свойств и технических характеристик.

В таблице отмечены общие для всех двухтрубных сетей недостатки. Однако каждому варианту разводки могут быть присущи отрицательные качества, ограничивающие применение, которые мы еще рассмотрим далее.

Как устроена однотрубная система отопления: объясняем на схемах

Назначение и принцип действия элеваторного узла

Выше было сказано, что вода в отопительной системе многоэтажного здания разогревается до 130 градусов. Но такая температура не нужна потребителям, и нагревать батареи до такого значения абсолютно бессмысленно, независимо от этажности: система отопления девятиэтажного дома в данном случае не будет отличаться от любой другой. Объясняется все довольно просто: подача отопления в многоэтажных домах завершается устройством, переходящим в обратный контур, которое называется элеваторным узлом. В чем смысл этого узла, и какие функции на него возложены?

Разогретый до высокой температуры теплоноситель попадает в элеваторный узел, который по принципу своего действия похож на инжектор-дозатор. Именно после этого процесса жидкость осуществляет теплообмен. Выходя через элеваторное сопло, теплоноситель под высоким давлением выходит через обратную магистраль.

Кроме того, через этот же канал жидкость поступает на рециркуляцию в отопительную систему. Все эти процессы в совокупности позволяют смешивать теплоноситель, подводя его к оптимальной температуре, которой достаточно для обогрева всех квартир. Использование элеваторного узла в схеме позволяет обеспечить наиболее качественное отопление в высотных домах, независимо от этажности.

Схемы открытых и закрытых двухтрубных систем отопления

Циркуляция теплоносителя осуществляется тремя способами:

• самотёчным (гравитационный);
• принудительным с помощью насоса;
• комбинированным.

Кроме того, системы разделяются на открытые и закрытые. Этот показатель характеризует взаимодействие теплоносителя и атмосферы.

При нагревании объём любого жидкого теплоносителя увеличивается. Известно, что жидкость практически не поддаётся сжатию, поэтому для размещения «излишков» требуется отдельное устройство – расширительный бак.

Открытый тип

Схема двухтрубной системы отопления открытого типа.
В открытых системах бак устанавливают в высшей точке, он соединён с атмосферой патрубком.

Преимущества открытой системы – простота и минимум дополнительных устройств. В качестве расширительного бачка используют любую

.

Готовый расширительный бак под СО открытого типа.

По мере необходимости в бак добавляют воду. Для этого:

• устанавливают краны и соединяют систему с водопроводом;
• доливают теплоноситель через открывающийся люк.

Внимание! Открытую систему не допускается заполнять антифризом – испарившиеся газы могут быть ядовиты.

Закрытый тип

В закрытых системах используют герметичный расширительный бачок с эластичной диафрагменной или баллонной мембраной внутри. Мембрана разделяет устройство на 2 части. В одну камеру насосом нагнетают воздух под давлением 1,2–1,5 атм, а вторая соединена с трубой системы отопления.

Когда теплоноситель нагревается и расширяется, его избыток заполняет бачок. При понижении температуры жидкости мембрана выдавливает теплоноситель в систему. Предварительное нагнетание в бак воздуха позволяет поддерживать давление, необходимое для работы котла, автоматика которого отключает питание при давлении меньше 1,2 атм.

В герметичных конструкциях можно использовать антифризы или гликоли.

Схема двухтрубной системы отопления закрытого типа.

В закрытых сетях бак располагают неподалёку от котла, что упрощает контроль за работоспособностью всей конструкции.

Самотёчные схемы

Самотёчные (гравитационные) системы работают за счёт законов физики. При нормальном атмосферном давлении, будучи нагретой до 50оС, вода имеет плотность 988 кг/м3, а при 85оС — 968 кг м3.

Схема двухтрубной гравитационной системы открытого типа.

В отопительном контуре горячая вода (более лёгкая) поднимается по трубам, а остывший в радиаторах теплоноситель движется вниз, возвращаясь в котел по «обратке». Циркуляционный насос не используется.

Преимущества самотёчных систем:

• редкие случаи завоздушивания – низкая скорость теплоносителя медленно выдавливает воздух в расширительный бак;
• долгий срок службы из-за отсутствия циркуляционного насоса и мембранного расширительного бака, которые имеют ограниченный ресурс;
• использование дешёвого теплоносителя (воды) – при утечках не придётся покупать антифриз;
• саморегуляция – при снижении температуры воздуха в здании, вода в системе охлаждается быстрее, что увеличивает скорость циркуляции, повышая температуру в помещениях.

Независимость от электричества позволяет эксплуатировать систему в дачных домах, где часто отключают электроснабжение, а также устанавливать твердотопливные котлы – при отключении циркуляционного насоса, котёл не закипит и не взорвётся.

Самотёчные системы обладают и рядом недостатков:

• невысокий перепад давления вынуждает использовать трубы больших диаметров (до 75-100 мм) в стояках и до 50 мм в подающих ветвях;
• максимальная длина контура – 30 м;
• долгий разогрев после включения, вызванный медленным движением теплоносителя;
• трубопроводы укладывают под углом к горизонту, а расширительный бачок нельзя выносить за пределы отапливаемого помещения, что влияет на привлекательность интерьера;
• не подходят для зданий выше 3 этажей.

Как итог, самотёчные системы предпочтительны:

• в местности с перебоями в электрообеспечением;
• для помещений, где не важен внешний вид конструкции;
• для загородных домов не выше 7-9 метров;
• для котлов на твёрдом топливе (уголь, дрова, брикеты), которые нельзя остановить мгновенно при отключении электричества.

Байпас с циркуляционным насосом.
Часть недостатков устраняют, установив в разрыв подающей трубы байпас с насосом. В обычном режиме теплоноситель нагнетается в систему циркуляционным насосом, при отключении электричества поток направляется по открытой трубе самотёком.

Схемы с принудительной циркуляцией

(Повтор). В системе с принудительной циркуляцией может быть использована все та же схема двухтрубной системы отопления закрытого типа.
В системах с принудительной циркуляцией обязательно установлен насос: в составе котла или вынесенный. Монтаж проводят перед котлом в трубе обратки, где температура теплоносителя минимальна.

Насос даёт схеме преимущества:

• прогрев радиаторов происходит быстро, так как скорость теплоносителя повышается;
• мощные насосы позволяют создавать большие по протяжённости контуры;
• все радиаторы имеют примерно одинаковую температуру;
• в закрытых системах допустимо использовать антифриз, который не замёрзнет и не разорвёт систему при продолжительных отключениях;
• трубопроводы не требуют устройства уклонов;
• используются трубы меньшего диаметра, что сокращает расходы.

Недостатки:

• частые случаи завоздушивания из-за быстрой скорости перемещения теплоносителя;
• энергозависимость – понадобится установка мощных блоков автономного питания;
• высокая цена мощных и внутрикотловых насосов.

Внимание! Для систем с твердотопливными котлами обязательно предусматривают источник бесперебойного питания. Котёл невозможно быстро остановить и при отсутствии циркуляции происходит перегрев теплоносителя, его закипание и взрыв теплообменника.

Предпочтительное использование:

• большие по площади строения с протяженными контурами отопления;
• местность с качественным электроснабжением или дома с резервированием электричества.

Большинство современных видов двухконтурных систем используют принудительную циркуляцию.

Особенности отопительной системы многоквартирных домов

При оборудовании отопления в многоэтажных домах необходимо в обязательном порядке соблюдать требования, устанавливаемые нормативной документацией, к которой относятся СниП и ГОСТ. В этих документах указано, что отопительная конструкция должна обеспечивать в квартирах постоянную температуру в пределах 20-22 градусов, а влажность должна варьироваться от 30 до 45 процентов.

Несмотря на наличие норм, многие дома, особенно из числа старых, не соответствуют данным показателям. Если это так, то в первую очередь нужно заняться установкой теплоизоляции и поменять отопительные приборы, а уже потом обращаться в теплоснабжающую компанию. Отопление трехэтажного дома, схема которого изображена на фото, можно приводит в качестве примера хорошей отопительной схемы.

Чтобы достичь необходимых параметров, используется сложная конструкция, требующая качественного оборудования. При создании проекта отопительной системы многоквартирного дома специалисты используют все свои знания, чтобы достичь равномерного распределения тепла на всех участках теплотрассы и создать сопоставимое давление на каждом ярусе здания. Одним из неотъемлемых элементов работы такой конструкции является работа на перегретом теплоносителе, что предусматривает схема отопления трехэтажного дома или других высоток. Как это работает? Вода поступает прямо с ТЭЦ и разогрета до 130-150 градусов. Кроме того, давление увеличено до 6-10 атмосфер, поэтому образование пара невозможно – высокое давление будет прогонять воду по всем этажам дома без потерь. Температура жидкости в обратном трубопроводе в таком случае может достигать 60-70 градусов. Конечно, в разное время года температурный режим может меняться, поскольку он напрямую завязан на температуру окружающей среды.

Виды разводки труб и построения систем отопления

Виды системы отопления определяются пространственным размещением радиаторов и трубопровдов.

Различают схемы компоновок:

• горизонтальную или вертикальную;
• верхнюю или нижнюю разводку;
• с прямым и обратным течением теплоносителя;
• разводок труб до радиаторов – тупиковые, лучевые, кольцевые.

Каждому виду и их комбинациям присущи качественные характеристики, определяющие выбор в зависимости от условий эксплуатации.

Верхняя или нижняя разводка

Схема двухтрубной системы отопления с верхней разводкой.
Верхняя разводка может быть обустроена в системах с гравитационной и принудительной циркуляцией, а также в их комбинированном варианте. Горячий теплоноситель по центральному стояку подаётся в верхнюю горизонтальную трубу из которой происходит распределение по стоякам. Трубы располагают под потолком верхнего этажа.

Диаметр труб и протяженность контуров увеличивает объём теплоносителя, для перекачки которого покупают мощные насосы.

Схема двухтрубной системы отопления с нижней разводкой.

Системы с нижней разводкой отличаются расположением подводящей трубы и обратки ниже уровня радиаторов.

Преимущественно такие схемы используют в системах с принудительной циркуляцией.

Достоинства нижней разводки:

• трубопроводы можно скрыть в полу или стенах;
• не требуется делать общий стояк, что позволяет организовать отопление первого построенного этажа, а второй и последующий оборудовать в по мере необходимости;
• установив коллекторы, можно организовать систему «тёплый пол».

Пример коллекторного узла, распределяющего теплоноситель по контурам «теплого пола».
Среди недостатков пользователи отмечают частые завоздушивания, а монтажники – трудности с первоначальной настройкой и балансировкой.

Вертикальная и горизонтальная разводка

Схема горизонтальной и вертикально разводки двухтрубной СО.
Горизонтальная и вертикальная схема отличаются наличием главного стояка.

Вертикальные типы в основном применяют в многоэтажных зданиях. Горизонтальный вид подходит для строений любой этажности, при обустройстве учитывают конструкцию и подбирают насос необходимой мощности.

Проектировщики и монтажники различают несколько принципиальных схем разводки труб в системах отопления.

Три принципиальных схемы разводки труб.

Тупиковая схема монтируется в большинстве загородных домов и имеет ещё одно название – с обратным (встречным) движением теплоносителя. К каждому радиатору подключают подающую и отводящую трубы. Циркуляция осуществляется насосом. Главное преимущество системы заключается в том, что ко всем радиаторам теплоноситель доходит одинаковой температуры, а с помощью регуляторов можно поддерживать необходимый микроклимат в каждом помещении.

Недостатки:

• большое количество сварных и муфтовых соединений;
• требуется профессиональный гидравлический расчёт, если в одном контуре находится больше 3-х радиаторов;
• часто возникают шумы от движущегося теплоносителя.

Петля Тихельмана или схема с попутным движением теплоносителя используется в нижней горизонтальной разводке и позволяет скрыть трубы под напольным покрытием или в стяжке. Попутная схема по отзывам монтажников требует минимальной настройки. Петля Тихельмана отлично работает при большом количестве радиаторов, но потребует при этом увеличенного диаметра труб.

При монтаже лучевой разводки используют коллекторы, устанавливаемые на каждом этаже здания.

Схема лучевой разводки двухтрубной СО к радиаторам с нижним подключением.

Схема раздельно питает каждый радиатор и позволяет монтировать систему «тёплый пол». Важный недостаток – большие затраты на приобретение труб.

Необходимость составления проекта отопления трехэтажного дома

Мечты многих людей так или иначе, связаны с недвижимостью, конкретнее – со своим собственным жильём. Кто-то мечтает о небольшой, но уютной квартире, кому-то грезится частный домик с небольшим садом, ну а кому-то подавай не меньше, чем трёхэтажный особняк. Безусловно, большой, светлый и просторный дом – это здорово, особенно если речь идёт о месте для проживания большой семьи. Вместе с тем нужно понимать, что обитание в таких дома диктует свои правила и требования к организации различных инженерных коммуникаций. Среди таких сетей особое место занимает отопление, что совсем не случайно, ведь в условиях российского климата для большей части страны характерны достаточно затяжные и весьма прохладные зимы, да и осенне-весенний период тоже обычно не отличается такой уж тёплой погодой.
Поэтому вопросу организации отопительной системы следует уделить пристальное внимание, поскольку именно она способна кардинальным образом перевернуть наше представление о понятии комфортного проживания в большом доме.

Пример проекта отопления дома

Назад

Вперед

Сразу нужно акцентировать внимание на том, что в идеале продумывать контуры отопительной системы нужно ещё до начала строительных работ по возведению дома. В этом случае при проектировании инженерных сетей появляется реальная возможность предусмотреть всё до мелочей и учесть разнообразные детали, мелочи и нюансы. Особое место в этом процессе занимает создание проекта отопления трёхэтажного дома, позволяющего все это принять во внимание. Но даже до начала проектирования отопительной системы есть смысл учесть некоторые моменты при строительстве, поскольку именно они в дальнейшем позволят сэкономить на расходах по созданию и эксплуатации системы отопления.

Так, например, от грамотного расположения дома относительно сторон света зависит количество естественного света, попадающего в него. Да, это не позволит существенно снизить в будущем затраты на отопление, но какую-никакую экономию всё же даст. Кроме того, целесообразно в процессе строительства дома сразу же подумать о качественном утеплении его стен и полов, равно как и об установке окон, способных качественно удерживать тепло. Всё это непосредственно влияет на показатель теплопотерь, который при расчёте отопительной системы дома играет важнейшую роль.

Какой вид разводки выбрать

Выбор схемы построения зависит от предполагаемых условий эксплуатации:

1. В зданиях выше 2-х этажей монтируют отопление с главными стояками по вертикальной схеме.
2. В местности с частыми или продолжительными отключениями электричества отдают предпочтение гравитационным системам с энергонезависимыми котлами.
3. Для больших по площади объектов обустраивают системы с принудительной циркуляцией, построенные по горизонтальному типу разводки. Наиболее подходящая схема в – петля Тихельмана.
4. Для самостоятельного исполнения неопытные пользователи выбирают тупиковую разводку с несколькими плечами.
5. При заливке труб в пол желательно остановиться на лучевой схеме с коллекторами на каждом этаже – при аварийном разрыве трубы можно отключить 1 радиатор, отсрочив затратный ремонт со вскрытием полов.
6. Небольшие дачные домики, бани и подсобные помещения оборудуют по тупиковой схеме.

Каждый конкретный случай должен рассматриваться индивидуально, учитывая достоинства и недостатки видов и типов систем отопления.

Выбор циркуляционного насоса

Как мы уже выяснили, основным прибором в отопительной системе с принудительной циркуляцией является насос — именно поэтому очень важен правильный его выбор. Для эффективного отапливания трехэтажного дома насос в первую очередь должен быть грамотно подобран из расчета площади отапливаемого здания.

Немаловажными являются и такие характеристики агрегата, как надежность, длительный срок эксплуатации и экономичное потребление электроэнергии. Выбирая насос циркуляционный для систем отопления, нужно учитывать длину трубопровода; материал, из которого выполнены трубы, а также их диаметр; количество отопительных приборов и их тип; вид регулятора аппаратуры.

При правильном соотношении, обязательном учете этих параметров и профессиональной установке, насос прослужит Вам долго, избавив от необходимости его замены и исключив вероятность излишнего потребления электроэнергии.

Гидравлический расчет двухтрубной системы отопления

Цель гидравлического расчёта – уже на этапе проектирования определить минимально необходимый диаметр труб и выбрать (при необходимости) циркуляционный насос достаточной мощности.

Общая последовательность сводится к следующим шагам:

1. Расчёт необходимой мощности радиаторов и построение общей схемы теплового баланса.
2. Определение расхода теплоносителя в каждом плече схемы.
3. Расчёт диаметра трубопроводов.
4. Выбор необходимой производительности насоса.

Произвести точные расчёты по силам только специалистам, имеющим теплотехническое образование, и мы советуем обратиться в специализированную организацию.

Для большей части мастеров, желающих самостоятельно оборудовать систему отопления небольшого дома можно ограничиться приблизительным расчётом и заложить 10-15% запаса по мощности батарей, котла, диаметру труб и производительности насоса.

Определение минимально необходимой мощности

Для точного расчёта тепловой мощности радиаторов (а, соответственно, и котла)можно воспользоваться калькулятором.

Дома из стандартных строительных материалов и с качественным утеплении потребуют 1,5-2 кВт тепловой мощности радиаторов на 10 м2 площади в северных регионах, 1-1,5 – в средней полосе и 0,6-1 кВт – в южных регионах.

Расчёт делают для каждой комнаты, а потом складывают все показатели. Данные наносят на единую схему для дальнейших расчётов.

Расход теплоносителя

Количество необходимого в единицу времени теплоносителя рассчитывают для каждого плеча схемы.

Для этого используют формулу: G=860*q/ΔТ, где

• G — расход теплоносителя кг/ч;
• q — тепловая мощность радиаторов в рассчитываемом участке (кВт);
• ΔТ — разность температуры теплоносителя на входе и выходе радиатора, обычно принимают 20 оС.

Например, для ветки с суммарной мощностью радиаторов 3 кВт и теплоносителем в виде воды понадобится расход 860*3/20= 129 кг/час.

Для дальнейших расчётов результат переводят в данные для воды при температуре 60оС (наиболее частый параметр в индивидуальных домах).

Используют формулу: GV = G /3600ρ, где

• GV — расход воды, измеренный в л/сек;
• ρ — плотность воды при 60оС.

Результат: 129/3600*0,983=0,035 л/сек.

Далее необходимо получившееся значение найти в таблицах гидравлического расчёта труб, их можно найти на сайтах производителей труб.

Пример такой таблицы.

Для нашего примера достаточно будет трубы с внутренним диаметром не менее 16 мм.

Важно! Стальные трубы маркируют с указанием внешнего диаметра, полипропиленовые — внутреннего.

Расчёты проводят отдельно для каждого контура и отображают на схеме. Складывая расход по участкам, получают общий показатель, который учитывают при выборе труб стояков и циркуляционного насоса.

Какая площадь теплого пола необходима для отопления?

Вопрос отопление дома только теплым полом нужно прорабатывать на этапе архитектурного проекта. Помещения с витражными окнами невозможно отапливать только теплым полом, обязательны радиаторы. Но помещения с обычным остеклением для отопления теплым полом вполне подходят.

Чтобы отапливать помещения только теплым полом, нужно намеренно увеличить свободную площадь таких помещений.

Мы знаем, что 40% площади занимает мебель, поэтому нам нужно компенсировать недостающие площади за счет объединения комнат со смежными помещениями: объединить спальню с гардеробной, перенести дверь в коридор.

Формула для любых типов домов выглядит так:

Sпом – площадь помещения в м2Для комнаты с 1 окном и подоконником Sпом х 0,69 (69% пола) Для комнаты с 2 окнами на разных фасадах Sпом х 0,79 (79% пола)

Например, для спальной комнаты 21 м2 с 2 окнами необходимая площадь теплого пола 21×0,79= 16,6 м2. Мебель занимает 40% площади, что составляет 0,4 х 21 = 8,4 м2. Чтобы отапливать такую спальню теплым полом нам нужно увеличить площадь пола на 16,6 – (21-8,4)= 4 м2. В итоге нам необходимо расширить помещение на 1 м2 и присоединить гардеробную на 3 м2.

По этой формуле необходимо сначала рассчитать итоговую площадь всех спален, а только потом скорректировать площадь остальных помещений.