Ogrzewanie powietrzne w budynkach mieszkalnych jest warunkiem komfortu. Ważne jest, aby wiedzieć, jak układa się schemat ogrzewania dwupiętrowego domu z wymuszonym obiegiem chłodziwa już na etapie projektowania. Pomoże to zaoszczędzić pieniądze i nadzorować ekipę budowlaną. Małe umiejętności konstruktora pozwolą ci samodzielnie wdrożyć system grzewczy.
Zasady budowy
Schematy ogrzewania w domach dwupiętrowych oparte są na wspólnych elementach konstrukcyjnych.
Skład musi zawierać:
- kocioł-generator ciepła: elektryczny, gazowy, na paliwo stałe lub płynne;
- wymienniki ciepła-radiatory;
- orurowanie od kotła do akumulatorów;
- schemat automatyzacji i ochrony;
- zbiornik wyrównawczy;
- płyn chłodzący;
- sprzęt do regulacji.
W nowoczesnych nagrzewnicach gazowych i elektrycznych w konstrukcję wbudowano automatykę i zbiornik wyrównawczy. W przypadku grzejników półprzewodnikowych wykonuje się taśmę ochronną.
Elementy konstrukcyjne
W sprzedaży dostępne są kotły, które mogą działać na dwóch rodzajach paliwa - elektryczne grzejniki rurowe (TEN) są w tym przypadku wbudowane w obwody grzejnika gazowego lub opalanego drewnem.
Grzałki automatyczne umożliwiają ponowne uruchomienie ogrzewania po wyłączeniu bez interwencji użytkownika lub w trybie ręcznym. Obwody zabezpieczające natychmiast wyłączają dopływ energii w awaryjnych trybach pracy (przegrzanie chłodziwa, nadciśnienie w układzie). Takie urządzenia są wymagane w kotłach gazowych. Po odłączeniu zawór zamyka się, a po wznowieniu zasilania gaz nie dostanie się do pomieszczeń.
Rurociągi wykonywane są z wyrobów stalowych, miedzianych, metalowo-plastikowych lub polipropylenowych. Ta ostatnia opcja jest preferowana pod względem kosztów, oszczędza czas instalacji. Do spawania stosuje się niedrogie lutownice, które kosztują od 800 rubli. Okucia, adaptery z gwintów plastikowych na metalowe są niedrogie.
Zbiornik wyrównawczy jest nieodzownym elementem systemu grzewczego. Po podgrzaniu woda rozszerza się, a nadwyżka trafia do zbiornika rezerwowego.
Jeżeli wnętrze urządzenia komunikuje się z powietrzem, obwód nazywany jest otwartym. Jeśli gumowa membrana zbiornika wyrównawczego nie jest podłączona do powietrza, obwody zostaną zamknięte.
W prywatnym domu nie ma wysokich wymagań dotyczących wytrzymałości wymienników ciepła. Maksymalne ciśnienie w rurach nie przekracza 2 - 3 atm. Nawet grzejniki czysto aluminiowe wytrzymują takie ciśnienie, które może zapaść się w scentralizowanych systemach grzewczych, gdzie ciśnienie osiąga 14 - 15 atm.
Wybór chłodziwa
Jako chłodziwo wybiera się wodę lub specjalny płyn niezamarzający. Pierwsza opcja jest tańsza. Napełnianie rur i grzejników odbywa się przez kran z sieci wodociągowej. Woda jako nośnik ciepła ma uzasadnienie w osadach ze stałą dostawą nośnika energii (gaz, prąd). Jeśli przerwy są częste i długotrwałe, odmawiają wody. W przypadku przestoju przez dłuższy czas w chłodne dni zamarznie. Lód zniszczy rurociągi, grzejniki.
Nie wlewaj wody do systemu grzewczego domków letniskowych, które są rzadko odwiedzane. Oprócz wstrzymania dostaw nośników energii kocioł może przestać podgrzewać wodę z innych powodów.Jeśli ogrzewanie nie zostanie ponownie uruchomione na czas, wypadki są nieuniknione.
W lecie system nie może spłynąć - doprowadzi to do korozji lub utleniania wewnętrznej powierzchni wymienników ciepła.
Środek przeciw zamarzaniu jest drogi, ale nie zamarza na zimno, minimalna temperatura jest wskazana na opakowaniu. Nawet jeśli płyn niezamarzający zostanie bardziej schłodzony, zamienia się w rodzaj luźnego śniegu, który nie doprowadzi do zniszczenia grzejników i kotła. Koncentraty rozcieńcza się wodą w proporcjach zgodnych z instrukcją producenta.
Podczas napełniania układu płynami niezamarzającymi stosuje się specjalne pompy ciśnieniowe. To wada - pożądane jest posiadanie urządzenia do użytku osobistego. Zadzwoń do mistrza, aby zatankować 200 - 300 gr. odparowana lub wyciekająca ciecz jest kosztowna.
Receptura płynu niezamarzającego zawiera dodatki antykorozyjne, które chronią wewnętrzną powierzchnię rur, grzejników i wymiennika ciepła kotła.
Ogólna zasada działania
Schemat działania dowolnego systemu grzewczego polega na zamianie energii spalonego gazu, paliwa stałego (płynnego) lub energii elektrycznej na ciepło. Podgrzana woda (płyn niezamarzający) dostaje się do grzejników rurami, gdzie oddaje ciepło do pomieszczenia.
System grawitacyjny
Funkcjonowanie opiera się na prawach fizyki. Jeśli kontury zapewniają naturalny ruch wody, wówczas taki schemat nazywa się grawitacyjnym.
Niezwykle trudno jest wykonać kontur ciepłej podłogi w układach grawitacyjnych bez użycia dodatkowych pomp. Spadek rur w podłodze o kilka milimetrów prowadzi do wietrzenia i zaprzestania ruchu chłodziwa.
Gęstość podgrzanego chłodziwa jest mniejsza niż zimnego. Ze względu na różnicę gęstości woda / płyn niezamarzający z kotła unosi się w górę pionu zasilającego (średnica 60 - 80 mm). Otwarty lub zamknięty zbiornik wyrównawczy jest zainstalowany w górnej części całego systemu.
Wzdłuż obwodu pomieszczeń drugiego piętra układany jest górny kontur okablowania. Rura o średnicy 40-50 mm jest montowana z nachyleniem 2-3 cm na metr długości. W miejscach, w których zainstalowane są grzejniki, w okablowanie wspawane są rury o średnicy 16 - 25 mm. Przez nie płyn wpływa do grzejników. Następnie płyn chłodzący dostaje się do akumulatorów na parterze.
Na poziomie kotła lub nieco niżej na obwodzie budynku układany jest obieg dolny (powrót), w którym gromadzona jest woda lodowa.
Możliwe jest wyposażenie obwodu grawitacyjnego bez dodatkowych pomp wtryskowych na wysokości od kotła do górnej rury dystrybucyjnej nie większej niż 6-7 m. Jest to wysokość dwupiętrowego domu.
Obwód jest stosowany w miejscach, w których energia elektryczna potrzebna do pracy pomp jest często odcinana. Kotły gazowe w tym przypadku są wyposażone w nielotne urządzenia zabezpieczające.
Ten sam schemat jest potrzebny w przypadku systemów z kotłami na paliwo stałe. W przypadku przerwy w dostawie prądu cyrkulacja zatrzymuje się, a drewno/węgiel nadal podgrzewa wodę. Możliwe jest zatrzymanie pracy kotła na paliwo stałe tylko poprzez szybkie usunięcie palącego się paliwa, co jest niezwykle problematyczne. Powstaje zwiększone ciśnienie, które może zniszczyć rury i grzejniki.
Działanie obwodów z wymuszonym obiegiem
Do wymuszonego ruchu chłodziwa stosuje się pompy obiegowe.
Pompa jest włączana na styku „powrotu” i kotła - tutaj płyn chłodzący jest już schłodzony, a pompa pracuje w trybie łagodnym. Na wyjściu z nagrzewnicy temperatura chłodziwa osiąga 80-100 stopni, co znacznie skraca żywotność sprzętu. W kotłach z wbudowaną pompą wszystko jest podłączone zgodnie z poprawnym schematem.
Schemat ruchu wody działa zgodnie z następującym algorytmem:
- Po włączeniu zasilania pompa włącza się i wprawia w ruch płyn chłodzący.
- Kocioł podgrzewa wodę / płyn niezamarzający, a ciśnienie wytworzone przez pompę wtłacza płyn chłodzący do obwodów.
- Ciepła woda dostarczana jest rurami do grzejników, gdzie chłodzi, ogrzewa powietrze i wchodzi do rur „powrotnych”.
- Proces przechodzi w stan cykliczny.
Opracowano i stosuje się w praktyce różne schematy okablowania, które są optymalne dla różnych warunków pracy.
Zgodnie z zasadą dostarczania i odbierania chłodziwa rozróżnia się dwa rodzaje konstrukcji: jedno- i dwururowe. W pierwszym przypadku system jest podobny do grawitacyjnego. Przez rurę zasilającą gorący płyn chłodzący jest dostarczany do grzejników. Druga rura zbiera schłodzoną wodę i zawraca ją do kotła. Ta opcja jest używana podczas wymiany starych kotłów bez pomp na nowe modele automatyczne. W takim przypadku schemat orurowania nie ulega zmianie. Płyn chłodzący jest pompowany przez pion na drugie piętro, a następnie spływa w dół.
Schematy dwururowe
Przy aranżacji dużych budynków stosuje się schemat dwururowy. Grzejniki są połączone równolegle. W zależności od lokalizacji rur zasilających rozróżnia się schematy z górnym i dolnym okablowaniem.
Schematy podłączenia grzejnika dla górnego i dolnego okablowania są wskazane w dokumentacji technicznej. Nieprawidłowe podłączenie spowoduje zapowietrzenie lub niską wydajność urządzenia.
Zalety dwururowego:
- nie wymaga skomplikowanych obliczeń i doboru średnic rur;
- niezależna regulacja wymiany ciepła każdego grzejnika, co pozwala ustawić temperaturę w każdym pomieszczeniu i zaoszczędzić zasoby energii;
- łatwa konfiguracja i uruchomienie;
- moc pomp jest niska;
- nie ma znaczących strat ciśnienia na początku i na końcu obwodów;
- temperatura chłodziwa jest w przybliżeniu taka sama we wszystkich grzejnikach obwodu;
- zamykając kurki zasilające i spustowe, akumulator można wyjąć w celu wymiany lub naprawy bez wyłączania całego ogrzewania;
- minimalny opór hydrauliczny rurociągów.
Wadą jest zwiększone zużycie rur (do zasilania i powrotu). Biorąc pod uwagę koszt rur polipropylenowych, łatwość instalacji i naprawy, tę wadę można pominąć.
Popularne schematy połączeń dla dwururowych systemów grzewczych: ślepy zaułek i Tichelman.
Schemat ślepego zaułka ma inną nazwę - z nadchodzącym ruchem chłodziwa. Schemat podzielony jest na sekcje. Ogrzany płyn chłodzący przepływa przez rurę z kotła do najdalszego akumulatora, który wraca do kotła przez rurę powrotną. Popularność daje prostota zrozumienia, ale wymaga to kompetentnej kalkulacji i konfiguracji systemu. Im dalej od kotła, tym cieńsze powinny być rury. Po uruchomieniu każdy grzejnik jest regulowany zaworami odcinającymi. Może to prowadzić do nieprawidłowej regulacji. Że cały płyn chłodzący przejdzie przez jeden grzejnik, reszta pozostanie zimna.
Pętla Tichelmana współpracuje z ruchem przepływowym chłodziwa. Okablowanie odbywa się za pomocą rur o tej samej średnicy. Ciśnienie i temperatura chłodziwa w każdym z grzejników są takie same, co ułatwia równoważenie. Regulatory potrafią dokładnie ustawić temperaturę w każdym pomieszczeniu z osobna.
Wymagania programu:
- Długość konturu do 35 m.
- Na rozległych obszarach stosuje się rury o dużych średnicach (40 - 60 mm), a termostaty nie są instalowane, ponieważ stają się bezużyteczne.
- Obwód o długości ponad 30 m jest podzielony na kilka stref i zamontowane jest okablowanie belki. Jest również nazywany kolekcjonerem. Koszt większej ilości rur rekompensuje ich mniejsza średnica. Do „zasilenia” jednego grzejnika wystarczy rura 16 mm.
Każdy grzejnik w tej wersji można łatwo dostosować do wymaganej wymiany ciepła.
Schematy jednorurowe
Schematy ogrzewania jednorurowego są optymalne dla budynków jedno- i dwupiętrowych z maksymalnie 5 grzejnikami w jednym obwodzie.Większa liczba będzie wymagała precyzyjnego dostrojenia.Gałęzie mogą zmniejszyć ciśnienie w rurach, a niektóre grzejniki nie otrzymają wystarczającej ilości ciepła, aby ogrzać płyn chłodzący.
Schematy pozwalają na podłączenie od góry lub od dołu. W drugim przypadku rurociąg można ukryć pod podłogą. Należy wziąć pod uwagę, że zmniejszy to nieznacznie przenoszenie ciepła przez grzejniki, ponieważ część energii jest zużywana na ogrzewanie jastrychu.
Opcje jednorurowe są wykonane z otwartym lub zamkniętym zbiornikiem wyrównawczym.
Wady obwodu obejmują trudności w wymianie grzejników. Aby zachować sprawność, zworka musi być natychmiast zainstalowana w miejscu wyjętego akumulatora, w przeciwnym razie ustawienie systemu zostanie naruszone. Z tego samego powodu pomiędzy wlotem a wylotem wymiennika ciepła montuje się obejście z rur o mniejszej średnicy.
Jednym z najpopularniejszych schematów jest „Leningrad”. Do połączenia użyj schematu ukośnego (krzyżowego) lub bocznego (jednostronnego).
Wybierając grzejniki, wyjaśniają, w jaki sposób wykonane są wyjścia do podłączenia - na dole lub na bok. Adaptery narożne są kupowane w razie potrzeby. Ważne jest przestrzeganie zaleceń producenta.
Etapy wyposażenia i działanie
Jeśli zostanie podjęta decyzja o wykonaniu dwupiętrowego schematu ogrzewania domu własnymi rękami, ściśle przestrzegają kolejności pracy.
- Obliczanie zapotrzebowania na moc grzewczą grzejników dla każdego pomieszczenia i całkowitej mocy. Informacja jest potrzebna do wyboru kotła i ilości akumulatorów. Uwzględniają położenie drzwi i okien względem punktów kardynalnych, powierzchnię i stopień izolacji podłogi, ścian, podłóg.
- Opracowanie projektu - ogólne i piętro po piętrze, koordynacja miejsc instalacji urządzeń gazowych z organizacją dostarczającą. Przydział wymaganej mocy elektrycznej, jeśli używana jest energia elektryczna.
- Dobór i zakup kotła, rur, wymienników ciepła, elementów do montażu jednej instalacji.
- Układ rurociągów.
- Składanie pojedynczego obwodu, zaciskanie.
- Pierwsze uruchomienie i konfiguracja, eliminacja wycieków.
Przy dalszej pracy w trybie pracy wykonywane są następujące rodzaje prac:
- czyszczenie wszystkich elementów z kurzu i brudu;
- terminowa eliminacja wycieków;
- deflacja grzejników, gdy temperatura poszczególnych urządzeń spada;
- kontrola ciśnienia, terminowe uzupełnianie chłodziwa;
- utrzymywanie poziomu cieczy w układzie przez cały rok, w tym w okresie międzypaliwowym.
Znajomość możliwych schematów wyposażenia dwupiętrowego domu w ogrzewanie pomoże dokonać właściwego wyboru, monitorować postęp prac instalacyjnych, aw przyszłości prawidłowo reagować na wszelkie zaistniałe awarie.
