Централизованная отопительная система
Никто не станет спорить с тем, что централизованная система подачи тепла в многоквартирные дома, в том виде, в котором она сейчас существует, мягко говоря, морально устарела.
Не секрет, что потери при транспортировке могут доходить до 30% и за все это нам приходится платить. Отказ от центрального отопления в многоквартирном доме процедура сложная и хлопотная, но для начала давайте разберемся, как это работает.
Отопление многоэтажного дома, представляет собой сложное инженерное сооружение. Здесь присутствует целый набор сливов, распределителей, фланцев, которые завязаны на центральный агрегат, так называемый элеваторный узел, через который осуществляется регулировка отопления в многоквартирном доме.
Двухтрубная схема отопления.
Рассказывать подробно о тонкостях работы данной системы сейчас нет смысла, так как этим занимаются профессионалы и простому обывателю это попросту не нужно, ведь от него здесь ничего не зависит. Для ясности лучше рассмотрим схему подачи тепла в квартиру.
Нижний розлив
Как видно из названия, схема распределения с нижним розливом предусматривает подачу теплоносителя снизу вверх. Классическое отопление 5 этажного дома, смонтировано именно по такому принципу.
Как правило, подача и обратка устанавливаются по периметру здания и проходят в подвале. Подающий и обратный стояки, в данном случае, являются перемычкой между магистралями. Это замкнутая система, которая подымается до крайнего этажа и опускается снова в подвал.
Два вида розлива в сравнении.
Несмотря на то, что эта схема считается самой простой, запуск ее в эксплуатацию, для слесарей дело хлопотное. Дело в том, что в верхней точке каждого стояка устанавливается устройство для стравливания воздуха, так называемый кран Маевского. Перед каждым запуском, нужно выпускать воздух, иначе воздушная пробка перекроет систему, и стояк не будет обогреваться.
Важно: некоторые жильцы крайних этажей стараются перенести клапан сброса воздуха на чердак, дабы не сталкиваться каждый сезон с работниками ЖКХ. Такая переделка может дорого стоить
Чердак — помещение холодное и если зимой остановить на час отопление, трубы на чердаке замерзнут и их разорвет
Чердак — помещение холодное и если зимой остановить на час отопление, трубы на чердаке замерзнут и их разорвет.
Серьезным минусом здесь является то, что с одной стороны пятиэтажки, там, где проходит ввод, батареи горячие, а с противоположной стороны они прохладные. Особенно это ощущается на нижних этажах.
Вариант подключения радиаторов.
Верхний розлив
Устройство отопления в девятиэтажке, выполнено совсем по другому принципу. Подающая магистраль, минуя квартиры, сразу выносится на верхний технический этаж. Здесь же базируется расширительный резервуар, клапан сброса воздуха и система задвижек позволяющая отсечь в случае необходимости весь стояк.
В данном случае тепло более равномерно распределяется по всем радиаторам квартиры, вне зависимости от их местонахождения. Но здесь выплывает другая проблема, отопление первого этажа в девятиэтажке оставляет желать лучшего. Ведь пройдя по всем этажам, вниз теплоноситель доходит уже еле теплый, бороться с этим можно только путем увеличения количества секций в радиаторе.
Важно: проблема с замерзанием воды на техническом этаже, в данном случае, стоит не настолько остро. Ведь сечение подающей магистрали порядка 50 мм, плюс в случае аварии, полностью сбросить воду со всего стояка можно за несколько секунд, достаточно лишь открыть воздушник на чердаке и задвижку в подвале
Температурный баланс
Безусловно, все знают, что центральное отопление в многоквартирном доме имеет свои четко регламентированные нормативы. Так в отопительный сезон температура в комнатах не должна опускаться ниже +20 ºС, в ванной комнате или же в совмещенном санузле +25 ºС.
Современный обогрев новостроек.
В виду того, что кухня в старых домах не отличается большой квадратурой, плюс она естественно обогревается за счет периодической работы печи, допустимый минимум температуры в ней +18 ºС.
Важно: все выше приведенные данные справедливы для квартир расположенных в центральной части здания. Для боковых квартир, где большинство стен наружные, инструкция предписывает повышение температуры выше нормативной на 2 – 5 ºС
Нормативы на обогрев по регионам.
Устройство двухтрубной системы отопления
Схема устройства двухтрубной системы водяного отопления
В водяном отоплении трубопроводы являются одним из главных элементов, служат для подачи нагретого жидкого теплоносителя к приборам отопления и возврата отдавшей тепло воды к источнику теплоты. В случае автономного отопления источником тепла служит индивидуальный котел, в случае централизованного обогрева – магистральные трубопроводы.
Для обеспечения циркуляции теплоносителя между радиаторами и источником тепла в водяном отоплении используют 3 главные схемы:
- Однотрубная;
- Двухтрубная;
- Коллекторная (лучевая).
Кроме того, эти схемы иногда комбинируют между собой. Недостатком однотрубной схемы является сложность управления и регулировки температуры в отдельных помещениях и на приборах отопления. Коллекторная система требует для монтажа наибольшее количество материала по сравнению с другими типами системы.
Двухтрубная схема является «золотой серединой», пользуется самой большой популярностью, особенно при сооружении автономных систем отопления. Популярность системы этого вида вызвана удобством регулирования, обусловленного гидравлическим содержанием схемы.
Базовый принцип устройства двухтрубной системы основан на параллельном подключении отопительных приборов к двум независимым трубопроводом. Один из них служит для подачи горячего теплоносителя в устройства нагрева (радиаторы, конвекторы, регистры и т.д.), второй – для возврата остывшего теплоносителя в котел – для нагрева.
Прямой и обратный трубопроводы выполняют роль коллекторов, давление воды по длине изменяется незначительно. Это позволяет поддерживать во всех точках системы отопления примерно одинаковое давление.
Равнозначное давление во всех приборах нагрева позволяет легко регулировать температуру на отдельных приборах, в помещениях. Установка терморегулирующей арматуры, термоголовок, датчиков температуры дает возможность полностью автоматизировать процесс регулирования температуры.
Поддержание одинаковых гидравлических характеристик также осуществляется изменением диаметра труб по протяженности – в тупиковых ветвях системы. Проходное сечение уменьшается постепенно от первого к последнему радиатору – такая конфигурация двухтрубной схемы называется тупиковой. Кроме нее существует еще одна разновидность схемы – попутная (или петля Тихельмана ).
Выбор схемы водяного отопления дома
Пример схемы водяного отопления одноэтажного дома
Установка водяного отопления считается одним из оптимальных способов поддержания комфортной температуры в доме. При этом у владельца есть выбор — двухтрубная система отопления одноэтажного дома или однотрубный аналог. Также нужно учитывать и другие нюансы организации этого типа теплоснабжения.
Сначала необходимо определиться – будет ли это схема отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией или и с принудительной. В первом случае движение теплоносителя осуществляется за счет его температурного расширения. Такой способ актуален только для небольших схем отопления. Если же общая площадь дома превышает 60 м² — рекомендуется установка циркуляционного насоса.
Насосный узел отопления
В таком случае не возникнут проблемы, которые имеет водяное отопление одноэтажного дома с естественной циркуляцией:
- Неравномерное распределение тепла по радиаторам и батареям;
- Обязательная установка труб больших диаметров (40 мм) для уменьшения потерь за счет трения воды о внутреннюю поверхность магистрали;
- Инертность системы. Большое время нагрева, обусловленное медленным повышением температуры теплоносителя.
Однако схема отопления одноэтажного частного дома с насосом также имеет один недостаток – зависимость от электроснабжения. Но в этом случае при правильной обвязке насоса можно легко сделать схему отопления одноэтажного дома с естественной циркуляцией.
Если же необходима постоянная работа насоса – можно в систему добавить блок бесперебойного питания.
Однотрубная разводка отопления в одноэтажном доме
Однотрубная схема отопления
Это один из самых экономных способов теплоснабжения. Преимущество однотрубной системы отопления одноэтажного дома заключается в установке только одной линии магистрали, к которой последовательно подключаются радиаторы и батареи.
При этом нужно учитывать особенности этой схемы разводки. Она реализуется в домах с небольшой площадью. Если общая протяженность магистрали превышает 30м, то устанавливать однотрубную систему отопления одноэтажного здания не рекомендуется. Теплоноситель будет остывать, доходя до последних радиаторов в цепочке. Чуть большей максимальной протяженностью обладают схемы с циркуляционным насосом – до 50 м.
Байпас в обвязке радиатора
Что нужно учитывать во время проектирования однотрубного отопления в одноэтажном частном доме своими руками?
- Возможность прокладки труб в труднодоступных местах;
- Для гравитационной системы обязательно необходимо соблюдать уклон магистралей. Он должен составлять 3-4 мм на 1 м.п. трубопроводов;
- Минимальное количество поворотных и разделительных узлов. Это снизит гидравлическое сопротивление при движении теплоносителя.
При установке радиаторов отопления одноэтажного дома своими руками необходимо сделать байпасы.
Кроме этих факторов следует правильно расположить котел относительно других отопительных приборов. Он должен находиться в самой низкой точке системы.
Двухтрубная схема теплоснабжения дома
Двухтрубные отопительные схемы
Практически все схемы отопления одноэтажного дома с двухконтурным котлом реализовываются на основе двухтрубной системы. Она отличается от вышеописанной наличием второй магистрали, по которой течет остывший теплоноситель. Подключается к обратному патрубку котла для повторного нагрева воды.
В этой схеме водяного отопления одноэтажного дома подключение радиаторов происходит параллельно. Т.е. от подающей магистрали к каждому прибору отводится соединительный патрубок. Подобная система характеризуется такими особенностями эксплуатации и проектирования:
- Увеличение количества расходных материалов для монтажа обратного трубопровода;
- Равномерное тепловое распределение по всем радиаторам;
- Возможность ремонта или замены батареи без отключения всей системы;
- При правильном расчете схемы отопления одноэтажного дома с двухконтурным котлом можно увеличить протяженность системы, установив новые трубы и радиаторы. Но при этом мощность котла должна обеспечить должный уровень нагрева теплоносителя.
Для двухтрубной системы отопления одноэтажного дома обязательно выполняется расчет основных параметров – диаметра труб, гидравлического и теплового распределения. Без этого система может работать недостаточно эффективно.
Как работает отопление без насоса?
Чтобы понять, как работает система с принудительной циркуляцией, стоит разобраться в том, как осуществляется отопление зданий при естественной циркуляции теплоносителя. В качестве последнего могут использоваться различные специальные составы и вода. Для одноэтажного дома чаще всего выбирается водяное отопление.
Движение воды по трубопроводам осуществляется по законам физики. Нагревшись в котле до заданной температуры, она начинает подниматься по стояку. За счет этого происходит постепенный прогрев всех труб и радиаторов системы. Вновь поступающая горячая вода постепенно вытесняет холодную вниз к котлу.
После того как остывший теплоноситель вновь нагреется в котле, он начнет подниматься по стояку, чтобы вытеснить остывший вниз. Такой цикл будет повторяться до тех пор, пока будет работать котел. Очевидно, что чем больше диаметр трубы, тем больше теплоносителя пройдет через ее поперечное сечение за единицу времени.
Именно поэтому при естественной циркуляции диаметр трубопровода и размеры монтируемых радиаторов имеют большое значение. При недостаточной площади последних сложно будет прогреть помещение до уровня комфортности.
Схемы отопления
Водяное отопление Схема отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя бывает двух видов — однотрубная и двухтрубная. Разница в них достаточно существенная. Здесь не только различается схема разводки труб, но и их количество, а также набор запорной, регулирующей и контролирующей арматуры.
Однотрубная система отопления
Здесь также надо рассмотреть два варианта, потому что существует горизонтальная и вертикальная схема.
Первый вариант очень простой. Все радиаторы отопления вставляются в контур сети последовательно. То есть, теплоноситель из одного прибора перетекает в другой с последующим переходом по обратному контуру в котел. На каждом приборе установлены краны Маевского, через которые удаляется воздух из системы, а также краны или вентили, с помощью которых можно отсечь часть системы или один небольшой участок. Установленный в такой схеме насос будет очень актуален.
Здесь есть один момент, на который необходимо обратить особое внимание. Эта схема для многоэтажного дома используется в вариации, когда на каждый этаж от стояка отводится своя отдельная ветка. Вертикальная схема является упрощенной
В ней стояк поднимается выше последнего этажа, где происходит спуск трубы на верхний этаж и распределение ее по радиаторам по горизонтальной схеме от прибора к прибору. Далее труба опускается на этаж ниже, где повторяется горизонтальная разводка. И так далее до первого этажа. Теперь вы понимаете, что радиаторы первого этажа всегда будут в охлажденном виде
Вертикальная схема является упрощенной. В ней стояк поднимается выше последнего этажа, где происходит спуск трубы на верхний этаж и распределение ее по радиаторам по горизонтальной схеме от прибора к прибору. Далее труба опускается на этаж ниже, где повторяется горизонтальная разводка. И так далее до первого этажа. Теперь вы понимаете, что радиаторы первого этажа всегда будут в охлажденном виде.
Двухтрубная система отопления
Рисунок двухтрубной системы отопления В этой схеме также присутствует два вида разводки — горизонтальная и вертикальная. В свою очередь горизонтальная схема разделяется на:
- Тупиковую;
- Попутную;
- Коллекторную.
В чем отличия этих трех схем?
Первая является самой простой, но в ней очень тяжело контролировать температурный режим. У каждого радиатора свой контур, и чем дальше батарея от котла, тем этот контур длиннее.
Во второй схеме данные контуры одинаковы, что обеспечивает легкость регулирования процесса. Но при этом увеличивается длина самого трубопровода.
А вот третья схема самая эффективная, потому что к каждому радиатору подходит свой отдельный трубопровод, и по нему подается теплоноситель. Равномерность тепла в данном случае обеспечена. Недостаток один — большие материальные затраты на приобретение большого количества материалов и немалые трудозатраты на монтажные работы.
Вертикальная схема разделяется тоже на два вида — с нижней разводкой и с верхней. Первый вариант имеет отличительный конструкционный элемент — стояк подачи теплоносителя проходит через все этажи и на верхнем входит в радиатор, от которого идет обратка. По этой трубе вода поступает на нижний этаж, где также попадает сразу в радиатор. И так далее до котла. То есть, в любой комнате у вас будет присутствовать две трубы.
Еще варианты схем принудительного отопления
Второй вариант совершенно другой. Здесь стояк поднимается от котла вертикально до чердачного помещения, где производится разводка труб на каждый радиатор верхнего этажа. А от них на нижний этаж спускается труба. Эта обратка подходит к радиатору нижнего этажа как подача теплоносителя. То есть, в каждой комнате у вас будет всегда одна труба, соединяющая радиаторы на разных этажах.
Как видите, отопительные системы имеют разные схемы. Выбирая какую-либо из них, необходимо решить один очень важный вопрос — сколько денег выделено на монтаж отопления вашего дома.
Котел — какой выбрать
Так как закрытая система отопления частного дома может работать в автономном режиме, имеет смысл установить отопительный котел с автоматикой. В таком случае, настроив параметры, вам нет необходимости к этому возвращаться. Все режимы поддерживаются без вмешательства человека.
Самые удобные в этом плане газовые котлы. У них есть возможность подключения комнатного термостата. Выставленная на нем температура поддерживается с точностью до одного градуса. Упала она на градус, котел включился, нагревая дом. Как только сработал термостат (температура достигнута), работа останавливается. Комфортно удобно, экономно.
В некоторых моделях есть возможность подключения погодозависимой автоматики — это наружные датчики. По их показаниям котел корректирует мощность работы горелок. Газовые котлы в закрытых системах отопление — хорошее оборудование, которое может обеспечить комфорт. Жаль только, что газ есть не везде.
Двухтрубная закрытая система отопления в доме на два этажа (схема)
Не меньшую степень автоматизации могут дать электрические котлы. Кроме традиционных агрегатов на ТЭНах не так давно появились индукционные и электродные. Они отличаются компактными размерами и малой инерционностью. Многие считают, что они более экономичны, чем котлы на ТЭНах. Но и этот видотопительных агрегатов далеко не везде можно использовать, так как перебои с электроэнергией в зимнее время — частое явление во многих регионах нашей страны. А обеспечить электроэнергией котел мощность. в 8-12 кВт от генератора — дело очень непростое.
Более универсальны и независимы в этом плане котлы на твердом или жидком топливе. Важный момент: для установки котла на жидком топливе обязательно отдельное помещение — это требование пожарной службы. Котлы на твердом топливе могут стоять в доме, но это неудобно, так как во время топки с топлива падает много мусора.
Современные котлы на твердом топливе хоть и остаются оборудованием периодического действия (то разогреваются при топке, от остывают, когда закладка прогорела), но и они имеют автоматику, которая позволяет поддерживать в системе заданную температуру, регулируя интенсивность горения. Хотя степень автоматизации и не столь высокая, как у газовых или электрических котлов, но она есть.
Пример закрытой системы отопления с индукционным котлом
Не очень распространены в нашей стане котлы на пеллетах. Фактически это тоже твердое топливо, но котлы этого типа работают в непрерывном режиме. В топку автоматически подаются пеллеты (пока не закончен запас в буркере). При хорошем качестве топлива, чистка золы требуется один раз в несколько недель, а все параметры работы контролирует автоматика. Сдерживает распространение этого оборудования только его высокая цена: производители в основном европейские, и цены у них соответственные.
Немного о расчете мощности котла для систем отопления закрытого типа. Она определяется по общему принципу: на 10 кв. метров площади с нормальным утеплением берут 1 кВт мощности котла. Только брать «впритык» не советуют. Во-первых, бывают аномально холодные периоды, в которые вам может не хватить расчетной мощности. Во-вторых, работа на пределе мощности ведет к быстрому износу оборудования. Потому желательно мощность котла для системы брать с запасом 30-50%!
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.
https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM
У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.
