Схема отопление 2х этажного дома: Схема отопления 2-х этажного частного дома: виды разводки, расчет

Однотрубная система отопления двухэтажного дома: схема и особенности монтажа

Домовладельцам нравится однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой считается наиболее экономичной. Длина труб в ней меньше двухтрубного варианта, хотя диаметр труб больше, прогрев батарей неравномерный, повышенный объем теплоносителя, перекачивая который расходуется больше электроэнергии.

Выгодна ли самотечная однотрубная система двухэтажного дома

Намереваясь смонтировать данную дешевую схему, домовладелец сильно ошибается. Самотечная система (в просторечии, «самотек») обойдется вдвое-втрое дороже оснащенной циркуляционным насосом. Естественная циркуляция требует:

• толстых труб для минимизации гидравлического сопротивления теплоносителю;
• достаточности уклонов магистральных труб;
• расположения отопительного котла ниже уровня отопительных приборов в приямке на кухне /в подвале, показанного на рисунке ниже.

Самотечному отоплению 2-х этажного дома присущ стандартный недостаток — батареи второго этажа прогреваются лучше первого. Установка байпасов, регулировочных устройств наращивает стоимость системы.

В каких домах выгоден однотрубный «самотек»?

Только не в 3-х этажном доме. «Самотечный» теплоноситель движется «лениво». Имеющиеся 20 кг разницы в весе тонны нагретой и холодной воды не создадут достаточной разницы давлений между «подачей и «обраткой для интенсивного движения по трубам, батареям.

В двухэтажном доме «самотек» будет работать неплохо, но второй этаж должен быть полноценным, имеющим чердак, позволяющий установить расширительный бачок. От котла в подвале (приямке) до бачка идет главный вертикальный стояк подачи. От стояка отходит т.наз. «лежак», уклоняющийся вниз. От «лежака» опускаюся стояки к этажным радиаторам. Эта вертикальная система, показанная на рисунке ниже, напоминает устройство отопления многоэтажного дома.

Самотечная однотрубная вертикальная система 2-х этажного дома.

Мансардный второй этаж вашего дома, имеющий окна в крыше (невысоких стенах) затрудняет монтаж самотечной системы. Мансарда исключает установку открытого расширительного бачка, наполненного антифризом. Герметичный бачок с газоотводящей трубкой, выведенной наружу, спасет положение, увеличивая затраты.

Наклонные трубы-«лежаки» плохо вписываются в пространство мансарды, могут пересекать оконные проемы, портя интерьер помещения.

«Самотек» больше подходит одноэтажным домам в местностях, характеризуемых ненадежным электроснабжением.

Однотрубная система отопления двухэтажного дома с циркуляционным насосом

Включает этажные контура с горизонтальной однотрубной разводкой, соединенные вертикальными стояками «подачи» и «обратки», Последние пространственно разнесены или объединены в двухтрубный стояк. Циркуляционный насос включается в обратную магистраль («обратку») перед отопительным котлом.

Простейшая однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой содержит два контура по 3 радиатора, показана ниже.

Однотрубная горизонтальная система 2-х этажного дома с насосом.

Расход теплоносителя по горизонтальной магистрали в N раз больше (N – число последовательно соединенных радиаторов), требемого двухтрубной схемой. «Однотрубка», имеющая одинаковое числе отопительных приборов с «двухтрубкой», оснащается циркуляционным насосом большей мощности.

В каких домах выгоден монтаж насосных однотрубных систем?

Снижение длины труб отопления относительно двухтрубных схем присуще многоэтажным жилым домам, промышленным зданиям (цехам, складам), характеризуемым длинами контуров отопления в сотни метров. Применение «однотрубки» в них реально экономит отопительные трубы. Широкое применение в индивидуальном строительстве объясняется недопониманием реального соотношения затраты-достоинства данного типа отопления заказчиками и теплотехниками-практиками.

В небольших двухэтажных домах площадью около 100 кв.м (50 кв.м – первый этаж, 50 кв.м – второй) часто монтируют «однотрубку», хорошо работающую при коротких контурах, содержащих 4-5 отопительных приборов. Большие дома со множеством радиаторов плохо подходят для однотрубных схем, хотя реально работают объекты с десятком батарей в этажном контуре, как в показанной ниже смешанной вертикально — горизонтальной однотрубной схеме.

Однотрубная система смешанного (вертикально — горизонтального) типа.

Распространенные ошибки при монтаже

Выше изображены «ленинградские» схемы горизонтальных однотрубных этажных контуров с радиаторами, подключенными к общей магистрали двумя тройниками. Через каждый прибор протекает только часть полного объема теплоносителя, циркулирующего по контуру. Можно встретить ошибочное подсоединение без магистральной трубы (см. контур первого этажа на рис. ниже).

Виды подключения радиаторов в горизонтальных однотрубных контурах.

Такой способ подключения радиаторов отопления является предельно дешевым. На каждый радиатор приходится один фитинг для присоединения металлопластиковой трубы Ду20 или Ду25 и отрезок трубы между соседними приборами. Дешевле не придумать. Но расплата за дешевизну – плохая работа половины радиаторов. Первый их них (по ходу движения теплоносителя) нагрет до температуры 55 °С, а последний при N=6-8 нагревается всего до 35 °С, поскольку теплоноситель, проходя через радиаторы, интенсивно остывает в них.

А как работает правильно собранная схема?

При выполнении классической однотрубной схемы («ленинградской»), когда под радиаторами проложена магистральная труба, ситуация другая. Движущийся теплоноситель, встречая на своем пути первый тройник, распределяется на два потока в соответствии с величинами гидравлических сопротивлений прямого пути и бокового отвода тройника. Из-за большего гидросопротивления бокового отвода в радиатор затекает небольшая часть общего потока теплоносителя (обычный «коэффициент затекания» составляет 0,2-0,3). Эта малая часть остывает внутри батареи на несколько градусов, как показано на рисунке ниже, подмешиваясь на выходе к основному неостывшему потоку. Результирующая его температура оказывается выше, чем при пропускании всего объема жидкости через отопительный прибор.

Распределение теплоносителя в обвязке радиатора «ленинградской» схемы.

При движении по контуру температура жидкости все равно снижается, но в меньшей степени, до температуры уже не 35 °С, а примерно 45 °С, т.е. батареи в цепочке оказываются более выровненными по нагреву. Специалисты высказывают мнение, что однотрубная схема («Ленинградка») позволяет добиться равномерного прогрева до 10-11 радиаторов в контуре (по десять секций в каждом приборе).

Как выровнять неравномерность нагрева радиаторов?

Обычный способ выравнивания их теплоотдачи при неодинаковом прогреве — постепенное наращивание тепловой мощности (или, что эквивалентно, числа секций) радиаторов по ходу движения теплоносителя в контуре. Если мощность первого в контуре отопительного прибора принять за 100 %, то у следующего она 110 %, и так далее вплоть до 150-200 % мощности у последнего (в зависимости от числа последовательных радиаторов).

При выполнении однотрубной системы отопления двухэтажного дома, схема которой включает магистральную трубу, диаметр последней берется большим. Так при выполнении подводок к радиаторам металлопластиковой трубой Ду16, для восьми-девяти отопительных приборов в этажном контуре следует брать «магистралку» с Ду40. Труба Ду32 работать будет, но устойчивость системы понизится. Это означает, что любое изменение температуры теплоносителя будет вести к ее разбалансировке, т.е. заметному изменению разности температур нагрева соседних радиаторов в контуре.

Распространены схемы «однотрубок» с обвязкой радиаторов т.наз. «байпасами», как показано на фото ниже.

Подключение радиатора в «ленинградской» схеме с байпасом.

Это участки меньшего диаметра, включаемые в разрывы магистрали под радиаторами, иногда еще и с устанавленным устройством регулирования расхода (игольчатым вентилем или др.). Регулировочные вентили ставятся и в одну (или в обе!) подводки к радиаторам. Получается, что вместо сплошной магистрали одного диаметра имеется труба переменного диаметра. При этом монтажники-практики ошибочно полагают, что для разветвления потока теплоносителя на две составляющих в тройнике подводки к радиатору требуется сузить основной проход для него. Это неверно, поскольку жидкость, находящаяся под давлением, заполнит любой свободный объем, встречающийся на пути ее потока.

Конечно, если в такой схеме со множеством устройств регулирования расхода постоянно заниматься ручным управлением прогревом каждого прибора, то можно-таки, тратя уйму времен, постоянно добиваться их равномерного нагрева. Но стоит ли «овчинка выделки»? Если делать «однотрубку», то присоединять радиаторы следует к магистрали неизменного большого диаметра, обеспечивая им стабильную работу при небольшом снижении нагрева приборов вдоль контура.

Заключение

Если радиаторы в однотрубной схеме присоединить к магистральной трубе с диаметром, по крайне мере вдвое превышающим диаметр подводок к ним (при соответствующем размере фитингов), то ценой таких затрат на материалы можно добиться снижения температуры в цепочке до 8-10 приборов. В двухтрубной схеме тот же результат достигается при небольшом диаметре всех труб отопления.

Система отопления двухэтажного дома, проект, схема, фото и видео

В домах частного типа или загородных коттеджах наиболее популярной является двухтрубная система отопления двухэтажного дома. Такая система позволит сэкономить средства и, в то же время, обеспечить наивысший уровень комфорта. Если сравнивать с простой отопительной системой, то двухтрубная система создаст в доме более уютную обстановку и позволит создать наиболее оптимальную для проживания в доме температуру. Подобная система отопления двухэтажного дома является наиболее удачным вариантом.

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома

Двухтрубная система отопления: особенности и основы ее обустройства

Если исходить из названия такой системы, то можно сделать вывод, что подвод к радиаторам от котла осуществляется посредством сразу двух магистралей. В одном из трубопроводов системы течет горячая вода, эта магистраль предназначена для нагревания радиатора, а по второму трубопроводу течет уже охлажденная жидкость, которая поступает обратно в котел для того чтобы заново нагреться. Однотрубная система отопления двухэтажного частного дома является не менее эффективной, чем двухтрубная. Главным преимуществом отопительной системы, которая не имеет обратки, является экономичность.

Схема двухтрубной системы отопления

Двухтрубные системы отопления двухэтажных домов обладают следующими преимуществами:

• Возможность отрегулировать наиболее комфортный температурный режим в помещении;
• Такая система обладает хорошей эффективностью, и теплоноситель нагревается максимально быстро;
• Можно выбрать именно ту схему организации отопительной системы, которая является наиболее оптимальной и подходящей.

Схема организации двухтрубной отопительной системы для домов частного типа

Существует несколько основных схем, по которым можно обустроить как однотрубную отопительную систему, так и двухтрубную. Каждая из таких схем обладает как своими преимуществами, так и недостатками.

Одной из наиболее распространенных схем считается лучевое отопление в двухэтажном доме или схема с распределителем.

Индивидуальность такой схемы состоит в том, что у нее особый отвод и подвод теплоносителя. Нередко трубы такой системы монтируются в пол.

Лучевая двухтрубная разводка

Среди преимуществ можно выделить такие, как:

Рекомендуем к прочтению:

• Она позволяет сохранить стилевые особенности интерьера;
• Регулировка отопительной системы является максимально эффективной;
• Можно вести контроль над подачей теплоносителя.

Еще одна схема, которая получила популярность у хозяев двухэтажных коттеджей – это последовательная схема в целях подачи теплоносителя. Такая схема предполагает подвод труб обратной и подающей магистрали к каждому радиатору по отдельности. Использование такой схемы позволяет снизить стоимость на ее обустройство, также есть возможность отрегулировать показатель теплоотдачи для каждого радиатора отопительной системы и отопление второго этажа частного дома.

Двухтрубные отопительные системы в двухэтажных домах: модернизация

Многие владельцы загородных домов и коттеджей нередко дорабатывают уже существующую отопительную систему. Это является довольно практичным, так как стандартное отопление 2 этажного дома не всегда позволяет добиться максимально высокого результата. Можно заметить что чаще всего популярностью пользуется установка в систему таких компонентов, как расширительный бак и насос. Модернизировав отопительную систему посредством таких элементов, можно не только повысить эффективность системы отопления, но и снизить затраты, которые уходят на обогрев теплоносителя.

Установка расширительного бачка

Такой элемент отопительной системы нужно установить в как можно более высокой точке дома. Идеальным расположением расширительного бачка будет чердак дома. Такой компонент позволит организовать более свободную циркуляцию теплоносителя по магистралям, причем он не будет создавать излишков давления. Если установить такой бочек с некоторым запасом, то это обеспечит циркуляцию необходимого объема теплоносителя, который использует отопление в 2х этажном доме.

Расширительный бачок в системе отопления

Установка насоса

Двухтрубная отопительная система с естественной циркуляцией является немного устаревшим вариантом для домов современного типа. Монтаж насоса в двухтрубную отопительную систему может повысить эффективность всей системы. Врезка насоса в трубопровод обратки поможет ускорить нагрев системы для наиболее оптимальной температуры. Также это поможет сэкономить средства на оплату топлива. Насос также позволяет увеличить скорость циркуляции теплоносителя по трубам.

Установка циркуляционного насоса

Возможность двухтрубной отопительной системы: двухэтажный загородный коттедж

Для обогрева двухэтажного загородного коттеджа наиболее эффективным способом является двухтрубное отопление частного двухэтажного дома.

Рекомендуем к прочтению:

Для того чтобы обеспечить в доме максимальный комфорт и уют, а также наиболее оптимальный температурный режим, необходим максимально правильный монтаж всех компонентов отопительной системы.

Такая система хороша тем что, помимо простоты ее установки, в нее не нужно включать много добавочных устройств. Если есть желание, в двухтрубную систему можно включить теплый пол, полотенцесушиель и много других устройств и агрегатов.

Компоненты двухтрубной системы отопления

Если все же владелец двухэтажного дома решил остановить свой выбор на установке двухтрубной отопительной системы, то многие детали лучше всего продумать еще во время возведения здания. Если соблюдать такую рекомендацию, то можно достичь наиболее высоких показателей системы, что касается ее надежности, эффективности и производительности. Также монтаж отопительной системы, который производится во время строительства объекта, позволит сэкономить время и средства.

Экономические соображения

Для того чтобы отопительная система двухэтажного дома была наиболее эффективной, нужно обладать необходимыми навыками в данной области, соблюдать все требования, что касаются качества оборудования, а также соблюдать некоторые определенные технологии. Грамотную схему организации отопительной системы можно составить только в том случае, если правильно сделать проект системы отопления двухэтажного дома – все расчеты будущих тепловых потерь и гидравлического сопротивления.

Верно составленный и хорошо продуманный проект – это уже большой шаг к тому, чтобы отопительная система была максимально эффективной, качественной а также экономичной.

От выбора оборудования и используемых материалов зависят не только затраты, которые необходимы для строительства и монтажа отопительной системы. От этого еще во многом зависят расходы, которые будут уходить на обслуживание системы во время ее эксплуатации. Для тех, кто гонится за сиюминутной выгодой, лучше не торопиться и продумать все, даже самые незначительные детали.

Любой процесс во многом напрямую зависит от качества выполняемых работ. Если вы услышали мнение только одного специалиста, не стоит сразу доверять его словам. Один человек не может знать всего и обладать максимальным уровнем знаний. Лучше всего делать выводы на основе хотя бы двух-трех мнений. Некоторые вопросы можно поизучать даже самостоятельным образом. После всего этого можно будет сделать определенные выводы. Многие ошибочно полагают, что если сейчас заплатить меньше – то это является экономией.

Схема отопления двухэтажного дома — пример схемы отопления

Проектирование системы отопления в современных домах необходимо производить еще на этапе проектирования самого дома. Так вы сможете понять, какие материалы и в каких количествах вам нужны. К тому же, это поможет быстро найти недочеты и исправить их. Важно выбрать самый лучший вариант отопительной системы, оценивая свои материальные возможности, а также доступность ресурсов для содержания системы отопления (количество и качество топлива, климатические условия и тому подобное). Наиболее популярным сейчас является вариант водяного отопления, он подходит для многоэтажных зданий наилучшим образом. Также прочитайте про систему отопления – “Ленинградка”.

Схема отопления двухэтажного дома

Стандартная разводка отопительных элементов в 2-х этажном доме

Образец разводки отопительных элементов

Рассмотрим схему водяного отопления стандартного здания с двумя этажами. В ней предусмотрено ручное регулирование температуры в каждом отдельном помещении дома. Устанавливается система стандартным образом: с применением горизонтального размещения двух труб, при котором отопительные радиаторы подключены сбоку.

Для системы отопления лучше использовать металлопластиковые трубы, ввиду их прочности и долговечности. Но можно использовать и полипропиленовые трубы, что также будет вполне эффективным решением. Металлопластиковые трубы не требуют специальных навыков монтажа, к тому же внутри них почти не бывает засоров или налипания грязи. Полипропиленовые трубы можно собирать самому, они легки и надежны.

На этапе проектирования системы рассчитывается необходимое количество угловых, разводных и соединительных узлов системы, размечается количество и места установки кранов и заглушек. Проводится анализ необходимого количества радиаторов обогрева и количество секций в каждом из них, от этого в дальнейшем будет зависеть количество тепла, отданного радиатором. Для каждого обогревательного радиатора устанавливаются крепежные кронштейны, в количестве, определенном размерами радиатора.

На схеме присутствует обозначение, где в системе необходимо установить отопительный котел, расширительный бак, а также насос. Отопительный котел может работать на различных видах топлива, но самыми популярными являются газ, твердое топливо или электричество. В новых домах и коттеджах твердое топливо почти не используется в виду своей низкой экологичности.

Если отопительный котел небольшой, то можно установить его прямо в одном из помещений дома, кладовой комнате, например, или в мастерской хозяина. При этом котел вешается на стену, чтобы не тратить пространство. Не рекомендуется ставить котел в спальнях или помещениях типа библиотеки или кабинета. Это связано с тем, что котел при работе может выделять шум, хоть и негромкий. Большие котлы необходимо размещать в отдельном помещении или даже в отдельно стоящей постройке.

Пример размещения бака в доме

Размещение бака: снизу или сверху

Если в вашем доме есть подвальное и чердачное помещения, то вы можете сделать систему отопления с нижней разводкой труб или с нижней на свое усмотрение.

• Если разводка верхняя, то котел помещается на чердаке и оттуда горячая вода подается по стояку ко всем отопительным радиаторам.
• Если вы выбрали нижнюю разводку, то бак устанавливают в подвале и оттуда с помощью насоса нагретая вода расходится по трубам.

Какой вариант вы бы не выбрали, расширительный бак всегда устанавливается в самом высоком месте дома, то есть на чердаке. С котлом нагрева при нижней разводке его соединяет стояк.

Система отопления с одной или двумя трубами

Система отопления с одной трубой представляет собой кольцо. Вода из котла идет сперва на один этаж, потом возвращается обратно в бак через другой. В итоге на одном этаже температура выше, на другом ниже. Чтобы скомпенсировать это явление, на нижних этажах (где обычно вода уже не такая горячая) ставят радиаторы большего размера, чем на верхних. К тому же в системе с одной трубой нет возможности отключить один конкретный обогреватель. Необходимо отключать всю систему целиком.

Система отопления образец

Система с двумя трубами сложнее в установке, но зато у нее почти нет недостатков. В такой системе предусмотрены две трубы: горячая и холодная. Поступая в радиатор, горячая вода остывает и выливается в холодную трубу. При этом вы можете перекрыть один из радиаторов, это никак не скажется на работе остальных.

Видео – отопление дома с помощью котла

Видео – схема отопления дома

Видео – как сделать теплый пол в доме

Проект отопления двухэтажного дома — виды схем и способов подключения

В процессе оборудования системы отопления, перед владельцем двухэтажного дома возникает ряд задач. В первую очередь собственнику предстоит выбрать оптимальный проект отопления двухэтажного дома, отталкиваясь от особенностей планировки здания, имеющихся в распоряжении финансов и доступности определенного вида топлива. Шаг за шагом, реализуя систему обогрева, которую предусматривает схема отопления двухэтажного частного дома, владелец получит возможность эффективного и равномерного прогрева всех ключевых и вспомогательных комнат в здании на протяжении всего холодного времени года.

Чаще всего, делая отопление под ключ, подрядчики отдают предпочтение водяной системе обогрева, однако в зависимости от внешних условий и пожеланий владельцев в основу контура может быть поставлен электрический котел или дровяная печь. При этом типичная базовая схема отопления частного двухэтажного строения, в процессе работы подрядчиков, адаптируется специалистами под нужды конкретного дома. Грамотно внесенные в проект отопления коррективы позволят добиться максимально эффективной работы контура и избежать поломок системы в будущем.

Особенности схемы

Стандартная система отопления двухэтажного дома подразумевает использование традиционных элементов. Они осуществляют подогрев теплоносителя, его циркуляцию и передачу тепла. Элементы отопительной системы монтируются согласно указаниям схемы системы отопления двухэтажного дома, составленной теплотехниками заранее с учетом тепловой потребности дома.

Основными элементами схемы являются:

• котел или печь;
• система трубопроводов;
• батареи;
• регуляторы и датчики;
• запорная арматура и фитинги.

Грамотно подобрав элементы по мощности и назначению, собственник добьется того, что система отопления частного двухэтажного дома будет реализована на высшем уровне и позволит устанавливать оптимальный микроклимат в помещении в считанные минуты.

Выбор схемы

В настоящий момент специалисты предлагают воспользоваться несколькими перспективными схемами.

Схемы отличаются способом разводки трубопроводов, использованием различных типов подключения радиаторов, особенностями циркуляции теплоносителя и вариантами расположения стояков.

Поскольку все дома отличаются планировкой, площадью и степенью изоляции, то схема системы отопления двухэтажного частного дома должна выбираться в индивидуальном порядке.

Какой тип подключения радиаторов выбрать?

Сегодня чаще всего используются однотрубная и двухтрубная схемы подключения. Стоит рассмотреть их более подробно.

Однотрубная схема

Однотрубная разводка отопления в двухэтажном доме пользовалась популярностью в те годы, когда топливо стоило дешево, а найти материал для оборудования контура не всегда представлялось возможным. Однотрубная схема подключения предполагает отсутствие обратных стояков, в виду этого на ее реализацию нужно затратить гораздо меньшее количество труб и фитингов. Однако экономия на материалах не компенсируется эффективностью схемы. Такая схема не позволяет регулировать температуру отдельных батарей в контуре и на практике показывает себя как недостаточно функциональная и примитивная разводка отопления.

Двухтрубная схема

Более предпочтительной считается двухтрубная схема подключения радиаторов отопления в двухэтажном доме, которая предполагает исключение всех недостатков однотрубной схемы. Конечно, для реализации такого проекта потребуются большие затраты на покупку материалов и оплату труда монтажников, однако трудоемкость работ по подключению радиаторов оправдается экономичностью и функциональностью системы.

Особенностью схемы является подвод к каждому радиатору трубопровода с горячим теплоносителем, который после остывания отводится по обратке.

Двухтрубные системы отопления горизонтальная разводка которых является более предпочтительней и требует наличия утепленного стояка, в настоящий момент являются оптимальными схемами для частных домов. Они обеспечивают равномерный нагрев и плавное остывание теплоносителя, а также позволяют регулировать температуру каждого радиатора, подсоединенного к контуру, и оснащенного терморегулятором.

Варианты разводки

Автономное отопление двухэтажного коттеджа схемы которого можно скачать в сети, может предполагать верхнюю и нижнюю разводку трубопроводов. Поскольку в частном двухэтажном доме имеется чердак и цокольный этаж, то собственник может выбрать любую из предложенных разводок. Если собственник решил задействовать чердак, то подача теплоносителя через верхнюю разводку будет производиться в установленные стояки, а затем – в радиаторы. Если собственником выбрана нижняя разводка системы отопления, то подача подогретого теплоносителя из котла осуществляется снизу, то есть из цокольного помещения.

Лучевая схема

Эффективная лучевая система отопления двухэтажного дома предлагает собственникам отказаться от традиционной прокладки трубопроводов вдоль стен. Такое конструкционное решение способствует быстрому остыванию теплоносителя и является проблемой при обогреве большого двухэтажного дома. Вместо этого, схема лучевой системы рекомендует использовать для обогрева несколько отдельных контуров, при этом трубопроводы укладываются не вдоль стен, а по полу.

Корректно смонтированная система лучевого обогрева имеет ряд преимуществ:

1. оптимальное распределение подогретого теплоносителя по контуру;
2. возможность проведения быстрого ремонта без отключения всех приборов отопления;
3. снижение гидравлических потерь;
4. использование в процессе монтажа минимального количества угловых соединений;
5. возможность регулирования температуры в каждом контуре.

Коллекторная схема

Современные проекты отопления частного двухэтажного дома могут предложить собственникам воспользоваться коллекторной схемой подключения приборов. Ее принцип состоит в двухтрубном поэтажном подключении радиаторов, при этом трубопроводы, соединяющие элементы контура могут быть скрыты под напольным покрытием, подоконниками или под потолком. Схема может корректироваться в зависимости от планировки дома. Единственным неизменным условием является монтаж отопительного котла на первом этаже, а расширительного бака для компенсации уровня давления теплоносителя – на втором этаже.

Собственники выбирают коллекторный вариант подключения радиаторов по нескольким причинам:

• возможность установки регулировочных клапанов на каждый отопительный прибор;
• скрытая разводка трубопроводов, которая не портит интерьер помещения;
• наличие всего одного вертикального стояка, который отходит от котла;
• равномерный прогрев теплоносителя, поступающего в радиаторы на первом и втором этаже.

Тип циркуляции теплоносителя

Схема обогрева может предусматривать принудительную и естественную циркуляцию теплоносителя. Как правило, самотечная система отопления двухэтажного частного дома схема которой составляется индивидуально, по многим показателям проигрывает системе обогрева с принудительной циркуляцией. Поэтому владельцы частных домов используют дополнительное оборудование, такое как электрический циркуляционный насос, для нагнетания давления в контуре. Насос обеспечивает лучшую производительность контура и эффективный разнос тепла по системе радиаторов.

Окончательный выбор

Однозначного ответа на вопрос: какая схема отопления дома является более предпочтительной, не существует. Собственникам стоит помнить, что проектирование отопления частного двухэтажного дома – это сугубо индивидуальный процесс, который зависит от ряда внешних условий и факторов. Поэтому им необходимо подобрать схему, которая удовлетворит потребности дома в тепле и не ударит по карману огромными затратами на покупку материалов.

Самотечная система отопления двухэтажного дома

Самотечная система отопления двухэтажного дома является единственным выходом в условиях, когда отсутствуют газ и электричество. Естественно, подобных проблем в современном мире просто не существует. Однако все-таки случаются ситуации, в которых приходится монтировать отопление открытого типа.

На что оказывает влияние отопление открытого типа?

По каким-либо соображениям вы решаетесь начать монтаж самотечного вида отопления. При этом следует учитывать, что это отразится на подборе следующих факторов:

1. дизайн в доме при данном типе обогрева должен отвечать пожарной безопасности;
2. отсутствие контроля за равномерным распределением тепла;
3. представленные схемы отопления с естественной циркуляцией позволяют производить обслуживание и ремонт всей системы без особых затрат;
4. небольшие объемы работ, связанных с прокладкой трубопровода и подключением открытого расширительного бака для отопления;
5. оптимальная стоимость необходимого материала.

Если вас заинтересовала схема естественного отопления, то всевозможные примеры вы сможете отыскать на нашем сайте. Однако разобраться в чертежах удается не каждому специалисту. Поэтому мы рекомендуем обратиться за помощью к инженерам. Именно они смогут правильно рассчитать всю систему отопления, составить смету.

Преимущества отопления частного дома с естественной циркуляцией

Есть ли смысл рассказывать обо всех гранях использования самотечной системы отопления? Наверное, нет. Поэтому мы затронем лишь основные показатели тех преимуществ, которые вы оцените сразу же после запуска.

1. Экономичность отопления частного дома с естественной циркуляцией – это важный фактор. Этот показатель можно оценить в самом начале работ. Ведь на монтаж системы, ее обслуживание и ремонт не потребуется больших финансовых затрат.
2. Отсутствие дополнительного оборудования (насосов) можно считать основным преимуществом данной системы отопления. Как же так? Во время монтажа по схеме отопления (с естественной циркуляцией) и после запуска системы вы обнаружите, что отсутствуют вибрации, посторонние шумы.
3. Снижение стоимости на электроэнергию гарантировано. Ведь насосы требуют энергообеспечения. В самотечном же варианте отсутствуют подобные нужды и, соответственно, траты.
4. Постоянное движение выбранного вами теплоносителя в действующей системе отопления является залогом равномерного и постоянного распределения тепла между радиаторами.
5. При работах по установке и запуску данного типа отопления не требуется особых умений, знаний и навыков.

Единственный секрет, о котором стоит сказать сразу – в отоплении открытого типа теплоноситель должен быть химическим. Вода зимою замерзает, а значит, ваша цель достигнута не будет.

Однако если вы планируете проводить самотечную систему в дачном доме, то вполне допускается использовать воду.

 

 

Технология монтажа самотечной системы отопления

1. Определение модели котла и его местоположения — это самое важное во всей самотечной системе отопления. Этот агрегат производит нагрев теплоносителя.
2. Теперь, согласно самотечной системе отопления, по схеме определяем расположение трубопровода. Существуют 2 типа прокладки труб – одинарный и двойной.
3. Выбираем радиаторы, которые будут располагаться в комнатах, подвале и на чердаке (при необходимости).
4. Не забываем о том, что так же необходимо подобрать расширительный бак.

В процессе монтажа трубопровода следует помнить о том, что создаваемая линия должна иметь определенный уклон. Этот показатель рассчитывают таким образом, чтобы каждый метр трубы наклонялся на 0,005 м. Направлять угол наклона следует в сторону нагревающего бака.

Для чего необходимо реализовывать данное требование?

• Наличие уклона трубы позволяет ускорить движение теплоносителя.
• Во время работы системы отопления данного типа возникают пузырьки воздуха. Для того чтобы устранить их из труб, делается наклон трубопровода. В этом случае в процессе нагревания воды, происходит расширение теплоносителя. И пузыри оказываются в открытом расширительном баке для отопления. Здесь предусмотрен их вывод в атмосферу.

Правила подбора котла

В связи с тем, что самотечная система отопления двухэтажного дома рассчитана на то, что в здании отсутствует газ и электричество, следует правильно подобрать главный нагревательный элемент. Ведь покупка современного устройства, работающего от напряжения, окажется простой тратой бюджета. Следовательно, останавливаем выбор лишь на тех моделях котлов, которые работают на твердом топливе.

Секрет монтажа расширительного бака

Казалось бы, что может быть сложного в том, чтобы следовать готовой схеме системы отопления. Однако на чертеже невозможно показать, точное местоположение элементов отопления. И в результате потраченное время и усилия окажутся излишними. Ведь при монтаже расширительного бака стоит помнить, что его следует закреплять в верхней точке всей системы отопления.

 

Схема отопления двухэтажного дома — разновидности применяемых технологий

Самой большой популярностью пользуется система отопления дома, основанная на циркуляции нагретой воды.

Котлы, нагревающие воду, в свою очередь, могут работать на различном топливе, выбор которого полностью зависит от требований заказчика.

Система воздушного отопления устанавливается реже, и эффективность такой системы значительно уступает другим отопительным системам.

Электрическую систему отопления можно отнести к относительно новым разработкам, помещение, при этом, может быть отоплено без конкретного теплоносителя, а электрическая энергия в различных системах преобразуется в тепловую.

Система отопления двухэтажного дома

Отопление воздухом

Воздушная система отопления делится на два условных типа:

• принудительная вентиляции
• гравитационная

Гравитационная система

Предусматривает движение воздуха за счет различия температур. Как известно, такие условия заставляют воздух двигаться самостоятельно. Движение также объясняется и различающейся плотностью воздуха.

Теплый воздух проходит по путям воздуховодов, и освобождается под потолком. Затем движение происходит в сторону окон и дверей, где преобладает холодный воздух, и происходит вытеснение холодного воздуха.

Плюс данной системы заключается в независимости от электричества, а минусом является то, что происходит постоянный приток холодного воздуха из окон и дверей.

Это приводит к тому, что воздух в рабочей части остается холодным, а скопившийся под потолком горячий воздух образует перегрев

Система принудительной вентиляции

Предусматривает наличие специального оборудования, которое обеспечивает движение воздуха в заданных направлениях. Воздух, при этом, нагревается посредством специальных устройств, которыми, как правило, выступают теплогенераторы.

Такие устройства позволяют прогреть воздух до 60 градусов, а затем вентиляционная система разносит горячий воздух по установленным путям.

Холодный воздух поступает обратно в генератор, путем решеток и обратных воздуховодов, и схема повторяется.

Минусом такой системы является то, что образуется большое количество шума

Отопление электричеством

Известно несколько способов электрического отопления, в число которых входит:

Электроконвекторы

Электроконвекторы устанавливают там где нет возможности использовать магистральный газ.

Принцип действия таких конвекторов заключается в том, что они обеспечивают циркуляцию горячего воздуха в помещении, при этом конвекторы обладают высокой защитой от влаги, и их установка возможно также и в ванных комнатах.

Дорогие модели обладают функцией, позволяющей не сушить воздух. Работа основана на нагреве воздуха специальными элементами, и затем, за счет увеличения в объеме, воздух поднимается выше и происходит циркуляция.

Уровень температуры может регулироваться, термостат при этом, может быть встроенным, а также выносным.

Режимы могут быть отрегулированы в зависимости от требований заказчика, и выключение требуется только при длительном отсутствии в доме.

Разница между встроенным и выносным термостатом заключается в том, что первый невозможно установить в другой точке.

Выносной термостат может быть установлен на стене, на уровне 1 метра, и при этом противостоять сквозняками.

Выбираю систему отопления для дома, прочитайте статью Как выбрать электрический котел отопления, возможно это то, что нужно вам

Если вы сомневаетесь в том как подключить радиатор к системе отопления, эта статья поможет вам во всем разобраться.

Водяное отопление

Такая схема водяного отопления двухэтажного дома является самой простой и доступной из всех представленных.

Котел нагревает воду до необходимой температуры, после чего нагретая вода поступает по трубам во все помещения, концентрируясь в батареях и радиаторах.

Теплоносителем в данной системе может выступать вода или антифриз для системы отопления, которые за счет циркуляции по замкнутой системе из трубопроводов, отдает тепло, полученное в начале цикла от отопительного котла.

В настоящее время особое применение получили системы водяного отопления частного дома:

Современные системы водяного отопления включают в себя набор следующих вспомогательных элементов:

1. Отопительный котел
2. Подающий (главный) стояк
3. Система разводящих трубопроводов
4. Прямой и обратный стояк
5. Обратный трубопровод с запорными вентилями

Кроме того, водяное отопление в двухэтажном доме можно сделать своими руками и устраивать по схемам, как с верхней, так и с нижней разводкой. Подобная двухтрубная система отопления двухэтажного дома имеет прямой и обратный стояк, и оснащается горизонтальной разводкой.

Принцип работы водяного отопления –  в переносе воды, нагретой в котле, наверх по системе трубопроводов и далее по всем разводящим трубопроводам.

С помощью разводки теплоноситель попадает в радиаторы, где со временем охлаждается и становится тяжелее. После охлаждения вода по обратным стоякам с помощью самотека стекает в обратный трубопровод и опять поступает для нагрева в котел.

Имея больший показатель плотности, холодная вода со временем вытесняет горячую вверх, за счет чего осуществляется постоянный прогрев дома.

Однотрубная схема отопления

Сегодня однотрубная система отопления частного дома применяется, в основном, в нежилых помещениях, и там она себя полностью оправдывает.

И не смотря на всю простоту конструкции и на то, что сегодня существует множество лучших решений, однотрубная система имеет ряд определенных преимуществ.

• Во-первых, данная система, за счет обновлений в конструкции и качестве материалов, достаточно широко применяется в современном строительстве, особенно в частном секторе. Если помещения небольшие, то система прекрасно подходит для отопления, а возможность скрыть выступающие трубы стала возможна, как никогда раньше.
• Во-вторых, огромным плюсом выступает экономия на материалах. Подводы к радиаторам и батареям отопления, а также все расходные части, такие как соединительные трубы и различные перемычки стоят существенно дешевле всех остальных вариантов, а простота монтажа позволяет в скором времени решить вопрос с отопительной системой. Удобно также и то, что протянуть систему на два этажа не является сложной задачей, скорее наоборот, это намного проще чем установка отопительной системы под полом.
• В-третьих, огромное количество материалов и решений на выбор. Такая система без труда впишется в любой интерьер и даже его несколько дополнит.
• В-четвертых, уже создано огромное количество решений, позволяющих регулировать подачу тепла в дом.

Схема отопления 2 х этажного частного дома

Залогом комфорта в загородном или частном доме является отопление. Прожить без составляющей просто невозможно. Если для обогрева одной комнаты можно обойтись буржуйкой, то для прогрева дома в два этажа требуется что-то более серьезное. Температуры во всех жилых помещений должна быть примерно одинаковой. Будет не очень хорошо, если в одной комнате будет жарко как летом, а в другой, человеку придется кутаться в одеяло в надежде согреться.

Схема системы отопления для дома в два этажа. Разновидности схем

Проектировка и установка системы отопления – процесс не из легких. Но, его можно реализовать, подойдя к делу основательно. В независимости от того, какую систему отопления выбрал владелец дома, ее монтаж не потребует специальных навыков. Для успешной установки потребуются базовые знания и четкое следование инструкциям.

Подробную инструкцию по монтажу системы отопления можно найти в статье, перейдя по данной ссылке https://seti.guru/shema-otopleniya-2-h-etazhnogo-chastnogo-doma.

Типы систем отопления для частных домов отличаются друг от друга энергетической составляющей, а также видом разводки. Разводка, может быть, простой – однотрубной, а также двухтрубной. Мастеру, необходимо подобрать наиболее подходящий тип системы отопления. В противном случае, добиться комфортной температуры в помещениях не удастся.

Энергетические источники для отопления частных домов

В качестве источников тепла дома могут выступать:

• Электричество. Это может быть, как обычный обогреватель, так и водонагревательные котлы.
• Газ. В этом случае, газ используется для нагрева котлов, или инфракрасных обогревателей.
• Геотермальное отопление.
• Системы обогрева твердыми видами топлива (печи).

В былые годы, для отопления частных домов применялись печи. Сегодня эта тенденция уходит в прошлое. Все больше владельцев домов переходят к обогреву при помощи газа или электричества. Дело в том, что такой тип отопления обходиться дешевле покупки дров и угля.

Отопление дома электроэнергией

Сегодня, на рынке имеется большое количество нагревателей воздуха. Однако, устанавливать в каждой комнате двух этажного жилого дома такое оборудование – дело затратное. К тому же, большое количество нагревателей создаст серьезную нагрузку на электросеть. Рациональным решением будет приобретение нагревательного котла.

Отопление газом

Данная система отопления отличается экономичностью. Правда, монтировать ее самостоятельно невозможно. Все работы по установке системы должна осуществлять организация, имеющая соответствующие лицензии и разрешения. Подобные услуги стоят немалых денег.

В процессе эксплуатации отопительного оборудования, работающего на газу, владелец дома должен периодически вызывать представителей контролирующего органа.

В целом, газ является экономичным вариантом отопления дома. Заказчику придется потратиться на услуги установщиков, и на периодические проверки.

Отопление твердыми видами топлива

Отопление домов печами постепенно становиться историей. Его использование сегодня является нерациональным решением. Разогрев печи требует значительных затрат времени и сил. К тому же, на отопление дома в зимний период уйдет большое количество дров, которые сегодня стоят не малых денег.

Альтернативное (геотермальное) отопление

В нашей стране, такой тип отопления не имеет широкого распространения. В США и некоторых Европейских странах, подобный вариант отопительных систем применяется довольно часто.

Как известно, нижние слои земли остаются теплыми даже в зимний период. Суть данной системы состоит в использовании тепла, хранящегося под землей. Устанавливается насос, который концентрирует и подает тепло от почвы в дом.

Достоинствами данной системы являются:

• Пожаробезопасность.
• Отсутствие шума в работе.
• Экономия ресурсов.
• Наличие двух вариантов режима работы – на нагрев, и на охлаждение.
• Отсутствие потребности в установке громоздкого оборудования.

Закрытые и открытие системы отопления

Схемы систем отопления закрытого типа используются на герметичных магистралях. Именно герметичность позволяет избежать скопления воздуха в трубах, находящихся на уровень выше. Когда начинается нагревание воды, специальный клапан выводит излишки в бачок расширительного типа. Подобная система допускает использование котлов всех видов.

Схема открытого типа отличается от вышеуказанной схемы. Здесь отсутствует клапан. Расширительный бачок располагается выше других элементов системы. Он соединяется напрямую с системой. Отсутствие клапана может привести к попаданию воздуха в систему, что в результате может остановить циркуляцию.

Много полезной информации, по организации системы отопления в двух этажном доме можно найти на сайте https://seti.guru/.

Как лучше всего охладить мой двухэтажный дом?

Получите максимум от вашего кондиционера этим летом в Сакраменто

Как специалист по HVAC, я чувствую себя комфортно в моем двухэтажном доме. Верхний этаж по большей части такой же большой, как и нижний. Но летом жара на втором этаже так резко поднимается, что кажется, что я никогда не успею остыть на втором этаже, когда мы пойдем спать. Знание, как контролировать летнюю температуру в вашем доме в районе Сакраменто, может быть для некоторых загадкой.Об этом мы и поговорим сегодня в программе Fox Family Heating Air and Solar!

Intro

По мере того, как начинается типичный день с температурой 100 ° C, у вас есть красивый прохладный чердак, а в комнатах по всему дому поддерживается самая хорошая температура за весь день. Если бы мы могли поддерживать в своих домах такую ​​летнюю утреннюю температуру, мы были бы буквально в раю.

Но к 9 утра уже чувствуется тепло, льющееся через раздвижную стеклянную дверь. Если вы не включите кондиционер в ближайшее время, он начнет нагреваться в доме.

У вас дома один или несколько термостатов?

Если у вас только один термостат, но в вашем доме два уровня, верхний и нижний, тогда ваша система кондиционирования предназначена для одновременного охлаждения всего дома. Это «однозонная» система кондиционирования. Если у вас есть два термостата, тот, кто установил в вашем доме систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, установил в ней «две зоны», наверху… и внизу.

Если у вас есть один термостат, который включает систему кондиционирования воздуха, вы можете заметить, что наверху все еще теплее, чем на нижнем, или наоборот, даже когда предполагается, что система охлаждает.Внизу, где термостат, говорит 75 градусов, а кажется, что 75 градусов. Но наверху вы знаете, что это 80 градусов, потому что термометр для мяса, который вы достали на кухне, точно показывает от 79 до 80 градусов наверху.

Да, замените фильтры, да, проверьте батареи в термостате, но мы знаем, что проблема здесь не в этом. Проблема здесь в том, что внизу бывает больше воздуха, чем наверху. Итак, как мы собираемся это исправить?

Проект выходного дня

Плотное теплоизоляционное одеяло на чердаке имеет решающее значение для сохранения прохладного воздуха в доме.Итак, если у вас низкий уровень изоляции, это недорогой проект DIY на выходные для определенного мастера в вашем доме, или вы можете нанять подрядчика, такого как мы, чтобы он приехал и сделал это за вас.

Вентиляторы для всего дома

Вентиляторы для всего дома — отличная идея для утра и поздних вечеров, но в любое время после 10 утра вы просто будете приносить горячий наружный воздух, поэтому большинство людей будут прибегать к своим кондиционерам. система. Если вы хотите знать, что такое вентилятор для всего дома и что он может для вас сделать, посмотрите мое видео об установке вентилятора для всего дома Quiet Cool.

В любое время после 10 часов утра большинство домов в Сакраменто начинают включать свои кондиционеры и продолжают включать и выключать их в течение дня примерно до 23 часов или позже. Если у вас только один термостат, велика вероятность, что один пол охлаждается лучше, чем другой. Реальность такова. Люди, которые установили систему, проложили все трубы и воздуховоды, куда они должны были идти. Но они просто не завершили проект, когда ушли из-за несбалансированного воздушного потока в доме.Это действительно обычное дело в новых домах, где бригады монтажников буквально врезаются в эти системы, чтобы завтра сделать следующую и двигаться дальше.

Установка ручного клапана

В этих случаях мы пытаемся найти ту часть дома, которая выдувает больше воздуха наверх или вниз. Потом прорежем воздуховод и установим ручной демпфер. Ручной демпфер круглый, как воздуховоды в вашем доме. Он проходит вдоль воздуховода и имеет на нем лопасть, которая открывается и закрывается, позволяя большему или меньшему количеству воздуха проходить через него и попадать в остальную часть вашего дома.Если мы сможем отрегулировать эту ручную заслонку или, в некоторых случаях, серию ручных заслонок, мы сможем соответствующим образом отрегулировать воздушный поток в вашем доме. Таким образом мы можем сбалансировать воздушный поток в вашем двухэтажном доме, если у вас есть только один термостат.

Вы можете спросить: «Почему бы нам просто не отключить регистры в доме, пока мы этого не добьемся?» Вы можете… но это не рекомендуется в качестве практики профессионалами HVAC, потому что регистры могут начать свистеть и издавать шумы. Давление воздуха, пытающегося попасть в комнату, может вызвать вибрацию и дребезжание регистров, что вызывает другие проблемы.

A Fine Balance

Система кондиционирования воздуха имеет своего рода кровяное давление. Когда мы начинаем отключать регистры в доме, это влияет на статическое давление в системе. Если воздух не может выйти из системы, дорогие компрессоры начинают выходить из строя, моторы начинают заклинивать, и ваша система HVAC достигает точки, когда она больше не хочет охлаждать дом. С помощью этого статического давления мы пытаемся достичь тонкой точки баланса, поэтому рекомендуется, чтобы система кондиционирования воздуха уравновесила ваши воздуховоды для долговечности вашей системы.

Если у вас два термостата, у вас есть зонированная система, которая позволит вам решить, хотите ли вы включить кондиционер внизу или наверху. Вам это кажется заманчивым? Если у вас нет этой настройки в настоящее время, это можно сделать в любой системе переменного тока в регионе Сакраменто. Обычно людям требуется много труда, чтобы взять систему, имеющую только одну зону, и сделать ее двумя зонами, но это можно сделать.

Типичное домохозяйство в Сакраменто

Типичный дом, в котором мы работаем, — это такой дом, где кто-то находится дома большую часть дня, например, родитель сидит дома с ребенком или пенсионеры, как правило, дома большую часть дня.Я говорю людям в этих домах сосредоточиться на управлении кондиционером внизу, где они обычно бывают в течение дня. Если вам нравится температура 75 градусов в вашей обычной жилой зоне, установите ее на 82 наверху, в том месте, которое вы не используете. Включите кондиционер в основном в течение дня внизу при любой желаемой температуре примерно до 18 или 19 часов. Затем выключите термостат на первом этаже и дайте ему остыть, чтобы к тому времени, когда вы ложились спать, наверху было достаточно прохладно, чтобы спать всей семьей.

Когда он отключается, на нижнем этаже уже 75 градусов, так что вряд ли он очень быстро нагреется и вам будет неудобно. В это время никому не нужен кондиционер на нижнем этаже, поэтому установите температуру на нижнем этаже на 82 градуса. Это не произойдет в одночасье, но, по крайней мере, система не сработает внизу, поэтому кондиционер может сосредоточить свои усилия на охлаждении вашего двухэтажного дома как можно быстрее.

Хозяин вашего замка

Вы можете настроить его так, как хотите, в расписании вашего термостата.Если вам нужна помощь, позвоните в Fox Family или напишите нам, и мы свяжемся с вами и настроим эту услугу. Наличие двух термостатов имеет смысл, когда домашняя система недостаточно велика, чтобы охладить весь дом сразу. Система кондиционирования вашего дома с двумя термостатами спроектирована немного меньше по размеру. Это потому, что он предназначен для охлаждения только одного этажа или одной зоны за раз. Многие жители региона Сакраменто могут сэкономить деньги и повысить эффективность за счет использования небольших систем. Чем меньше система, тем меньше вы будете платить за электричество, необходимое для работы переменного тока.Мы также можем сэкономить деньги и энергию, если не пытаемся охладить весь дом за один раз.

Используйте термостат эффективно

Если у вас двухэтажный дом с одним термостатом и площадью 1500 кв. Футов или более, у вас могут быть неравномерные температуры. Если наверху и внизу разная температура, балансировка воздуховодов решит проблему. Это означает, что наверх и вниз будет поступать необходимое количество воздуха для более равномерного охлаждения дома. Если в вашем доме два термостата, но температура по-прежнему неравномерна, узнайте, как использовать термостаты более эффективно.Научитесь контролировать температуру в доме. Пусть кондиционер будет включен внизу в течение дня, а наверху должен быть выключен или установлен выше, например, 82 градуса.

Резюме

Я надеюсь, что это дало вам хорошую информацию о том, как более эффективно охлаждать ваш двухэтажный дом. Если вам нужен совет или помощь с этим, дайте мне знать в комментариях ниже. Я хотел бы начать разговор о домах с двумя зонами. Как эти домовладельцы регулируют воздушный поток в течение дня?

Спасибо за просмотр, увидимся в следующем видео.

Не пропустите наши видео по этой и связанным темам:

Система центрального отопления — обзор

6.1 Общие положения

Для распределения солнечного тепла в зданиях используется гидронная система (излучающие панели и водяные радиаторы) или центральную приточно-вытяжную систему.

В системах центрального отопления температура подачи горячей воды может иметь разные значения. В недавнем прошлом наиболее используемым значением в Румынии, а также в других странах Европейского Союза было 90 ° C с перепадом температуры на 20 ° C, но в настоящее время температура подачи обычно ниже 90 ° C.

Обеспечение потребности в тепле для зданий, оборудованных установками центрального отопления, требует систем с высокой эффективностью не только в процессе производства тепла, но и в распределении тепловой энергии. Одним из способов повышения эффективности систем отопления является использование пониженной температуры [1]. Кроме того, можно использовать ВИЭ с более высокой эффективностью в качестве солнечной энергии. Обычно плоские жидкостные коллекторы нагревают передающую и распределяющую жидкость до 35–50 ° C.Систему необходимо контролировать и оптимизировать в соответствии с постоянно меняющейся потребностью в тепле.

Энергетическая и эксергетическая эффективность систем центрального отопления выше при пониженных температурах горячей воды [2], но, основываясь на [3], необходимо указать, что это справедливо только для полностью сбалансированных систем. Стабильность системы центрального отопления с пониженной температурой может быть улучшена за счет уменьшения уровня перепада температуры. Таким образом, можно получить системы отопления с более высокой стабильностью и энергоэффективностью за счет одновременного снижения температуры подачи и падения температуры.

После внедрения пластиковых трубопроводов применение водного лучистого отопления с трубами, встроенными в поверхности помещений (например, полы, стены и потолки), значительно расширилось во всем мире. Ранее системы лучистого отопления применялись в основном для жилых домов из-за комфорта и свободного использования площади без каких-либо препятствий для установки. По тем же причинам, а также для возможного снижения пиковых нагрузок и экономии энергии, излучающие системы широко применяются в коммерческих и промышленных зданиях.Из-за больших поверхностей, необходимых для передачи тепла, системы работают с водой с низкой температурой для обогрева. Однако, чтобы расширить использование этих типов генераторов и извлечь выгоду из их энергоэффективности для достижения целевых показателей 20–20–20 (повышение энергоэффективности на 20%, сокращение выбросов CO ₂ на 20% и возобновляемые источники энергии на 20%) к 2020 году), необходима работа с радиаторами, которые в прошлом были наиболее часто используемыми оконечными устройствами в системах отопления.

В Европе предстоит отремонтировать десятки тысяч зданий, большинство из которых — жилые.Энергетическая задача будущего будет заключаться в ремонте существующих зданий и предложении системно-инженерных технологий, которые могут быть установлены с минимальным вмешательством, что будет чрезвычайно успешным. Следовательно, если продвигается солнечная технология, она должна быть рассчитана также на работу с радиаторами.

В этой главе представлены системы распределения тепла в зданиях, включая водяные радиаторы, излучающие панели (пол, стены, потолок и пол-потолок) и комнатные воздухонагреватели. Первой целью данного исследования является анализ экономии энергии в системах центрального отопления с пониженной температурой подачи для различных типов радиаторов с учетом теплоизоляции распределительных труб и исследование производительности различных типов низкотемпературных систем отопления с разные методы.Кроме того, разработана и экспериментально подтверждена математическая модель для численного моделирования теплового излучения излучающих полов, а также проведен сравнительный анализ энергетических, экологических и экономических характеристик полов, стен, потолков и полов с потолком с использованием численного моделирования с Выполняется программное обеспечение моделирования переходных систем (TRNSYS). Наконец, включена важная информация по контролю и эффективности SHS, разработана аналитическая модель для энергетического анализа SHS, и представлены некоторые показатели экономического анализа, показывающие возможность внедрения этих систем в зданиях.

Система отопления здания — обзор

4 Техническое проектирование и строительство

Тепло передается из сети в системы отопления здания посредством подстанций потребителей, расположенных в подключенных зданиях. В здании есть как минимум две внутренние распределительные системы, которые необходимо отапливать: одна система подачи тепла к радиаторам и одна система распределения горячей воды для бытового потребления. Иногда отдельная система также обеспечивает нагрев приточного воздуха в системе механической вентиляции.

Каждая внутренняя система обогревается и регулируется отдельно. Тепло часто передается с помощью теплообменников, и в этом случае соединение является косвенным. Есть и прямые варианты только с клапанами и элеваторными насосами. Если горячая вода для бытового потребления готовится путем смешивания воды для централизованного теплоснабжения и холодной воды для бытового потребления, используется метод открытого подключения, тогда как при использовании теплообменника используется метод закрытого подключения. В России используется метод открытого подключения, что приводит к высоким потребностям в питательной воде в распределительных сетях.

Самая типичная часть системы централизованного теплоснабжения — это общегородская распределительная сеть, состоящая из труб, проложенных в земле под улицами, тротуарами и парковыми лужайками или установленных в подвалах зданий. Обычно в тепловых сетях в качестве теплоносителя используется вода. Пар полностью или частично используется в системах, которые были установлены примерно до 1940 года, и для высокотемпературных промышленных нужд.

Температура воды в передних трубах колеблется от 70 до 150 ° C, в среднем 80–90 ° C в год.Более высокая температура используется при очень низкой температуре наружного воздуха, тогда как более низкая температура используется летом для подготовки горячей воды для бытового потребления. Температура возвратной воды колеблется от 35 до 70 ° C, в среднем 45–60 ° C в год. Однако в будущем может быть достигнута температура возврата 30–35 ° C. Текущие высокие температуры обратки зависят от неисправностей на подстанциях, короткого замыкания радиаторных систем в зданиях потребителей и коротких замыканий между прямыми и обратными трубами в распределительных сетях.Чем ниже температура возврата, тем больше тепла может быть передано в сети.

Трубы сконструированы с учетом теплового расширения и предотвращения внешней коррозии. Способы строительства прокладываемых в земле труб менялись на протяжении многих лет. На заре централизованного теплоснабжения двойные стальные трубы были изолированы минеральной ватой и проложены в общем бетонном коробе квадратного сечения. Распределительные трубы этого раннего поколения были дорогими в строительстве, но были надежными, если воздуховоды были хорошо вентилируемы и дренированы.Сегодня наиболее распространенным методом является использование сборных стальных труб с полиэтиленовой оболочкой и изоляцией из пенополиуретана. Этот метод имеет преимущества низкой стоимости распределения, низких тепловых потерь и высокой надежности. В течение последних 30 лет пластиковые трубы развивались как трубы теплоносителя. Что касается ограничений по давлению и возможных длительных температур, новое поколение труб централизованного теплоснабжения в основном используется во вторичных распределительных сетях, отделенных от первичных распределительных сетей теплообменниками.

Потери тепла в распределительной сети зависят от теплового сопротивления изоляции трубы, размера трубы, температуры подачи и возврата и линейной плотности тепла. Последний представляет собой ежегодно продаваемое тепло, разделенное на длину маршрута двойных труб в сети. Типичные значения линейной плотности тепла составляют 15–25 ГДж / м для целых сетей, более 40 ГДж / м в сконцентрированных центральных и коммерческих районах и менее 5 ГДж / м в блоках с одноквартирными домами. Типичные потери тепла в целых сетях составляют 5–10% тепла, вырабатываемого в установках, но до 20–30% могут возникать в областях с низкой линейной плотностью тепла.Также стоимость распределения зависит от линейной плотности тепла. Стоимость ниже 20–30 ГДж / м3, но очень быстро возрастает ниже 6–8 ГДж / м3.

Система централизованного теплоснабжения управляется с помощью контрольного оборудования на четырех независимых уровнях. Два из них расположены в соединенных зданиях, а два находятся в ведении оператора централизованного теплоснабжения. Первый уровень — это регулирование потребности в тепле с помощью термостатических клапанов на радиаторах и смесительных клапанах для горячего водоснабжения. Второй уровень — на подстанциях заказчика.Передача тепла регулируется клапанами, которые регулируют поток воды для централизованного теплоснабжения. Для каждой подключенной клиентской системы используется один клапан. Третий уровень — это контроль разницы давлений между подающим и обратным трубопроводами в сети, который осуществляется регулировкой скорости распределительных насосов. Этот уровень управления позволяет всем подстанциям потребителя получать тепло, поскольку эта разница давлений является движущей силой для потока, циркулирующего через подстанции потребителя.Последний уровень — регулирование температуры подаваемого теплоносителя путем регулирования мощности теплогенераторов.

Эти уровни контроля приводят к созданию эффективной системы централизованного теплоснабжения, ориентированной на потребности. Оператор централизованного теплоснабжения никогда не сможет доставить больше тепла, чем требуется клиентам. Однако первые три уровня часто недоступны в российских и восточноевропейских системах. Эта ситуация создает ориентированную на производство систему, в которой трудно правильно распределить поток в сети, что приводит к как низким, так и высоким температурам в помещениях в соединенных зданиях.Когда эти системы будут восстановлены, первым шагом будет установка контроля хотя бы на втором и третьем уровнях.

Энергоэффективный дизайн дома | Министерство энергетики

Прежде чем спроектировать новый дом или реконструировать существующий, подумайте об инвестициях в энергоэффективность. Вы сэкономите энергию и деньги, а ваш дом станет более комфортным и прочным. Процесс планирования также является подходящим временем для изучения системы возобновляемых источников энергии, которая может обеспечивать электричество, нагрев воды или обогрев и охлаждение помещений.Вы также можете изучить варианты финансирования энергоэффективного дома.

В существующем доме первым шагом является проведение оценки энергопотребления дома (иногда называемой энергоаудитом), чтобы выяснить, как ваш дом использует энергию, и определить наилучшие способы сокращения энергопотребления и затрат. Чтобы узнать больше об энергетическом аудите дома и найти бесплатные инструменты и калькуляторы, перейдите в раздел «Советы: использование энергии в вашем доме», «Сеть жилищных услуг» и «Институт эффективности зданий».

Подход к системам для всего дома

Если вы планируете спроектировать и построить новый дом или провести обширную реконструкцию существующего дома, для оптимизации энергоэффективности дома требуется системный подход для всего дома, чтобы гарантировать, что вы и ваша команда профессионалов в области строительства рассмотрите все переменные, детали и взаимодействия, которые влияют на использование энергии в вашем доме.Помимо поведения жильцов, условий на участке и климата, к ним относятся:

Перед выполнением обновлений вы также можете поработать с энергоаудитором, чтобы использовать Home Energy Score, который также дает оценку текущей эффективности вашего дома. как список улучшений и потенциальных сбережений.

Сверхэффективные дома

Сверхэффективные дома сочетают в себе современное энергоэффективное строительство, бытовую технику и освещение с коммерчески доступными системами возобновляемой энергии, такими как солнечное нагревание воды и солнечное электричество.Используя преимущества местного климата и условий местности, дизайнеры часто могут также использовать пассивное солнечное отопление и охлаждение, а также стратегии энергоэффективного озеленения. Намерение состоит в том, чтобы сократить потребление энергии в домашних условиях настолько экономически эффективно, насколько это возможно, а затем удовлетворить уменьшенную нагрузку с помощью локальных систем возобновляемой энергии.

Расширенный каркас дома

Если вы строите новый дом или добавляете к уже существующему, подумайте об использовании передового каркаса дома (также известного как оптимальная экономическая инженерия), который сокращает использование пиломатериалов и отходов и повышает энергоэффективность древесины. каркасный дом.

Cool Roofs

Cool Roofs используют материалы с высокой отражающей способностью, чтобы отражать больше света и поглощать меньше тепла от солнечного света, что сохраняет дома более прохладными в жаркую погоду.

Проектирование дома на пассивных солнечных батареях

В проектировании дома на пассивных солнечных батареях используются преимущества климатических и местных условий для обеспечения отопления зимой и охлаждения летом.

Земляные дома, соломенные тюки, бревна и промышленные дома

Если вы живете или планируете купить укрытый от земли, соломенный тюк, бревно или промышленный дом, ниже представлена ​​дополнительная информация и ссылки с предложениями по улучшению энергоэффективность вашего дома:

Эффективные дома с защитой от земли

Дома с защитой от земли могут быть построены под землей или с ограждением, и, если они хорошо спроектированы и построены, могут быть удобными, долговечными и энергоэффективными.

Дизайн дома из соломенных тюков

Строения из соломенных тюков были довольно распространены в Соединенных Штатах между 1895 и 1940 годами, но только в середине-конце 1990-х годов строительные нормы и правила начали признавать их как жизнеспособный подход. Два современных метода строительства тюков соломы включают ненесущие или стойки-балки, в которых используется структурный каркас с заполнением тюков соломы, и несущие, или «стиль Небраски», который использует несущую способность сложенных тюков. выдерживать нагрузки на крышу.

Предлагаемые конструкции из тюков соломы сталкиваются со значительными препятствиями, в том числе:

• Утверждение местных строительных норм и правил
• Строительные ссуды
• Ипотека
• Страхование домовладельцев
• Принятие сообщества.

Чтобы узнать о стандартах строительных норм для вашего штата, свяжитесь с официальными представителями строительных норм вашего города или округа. Энергетическое управление вашего штата может предоставить информацию об энергетических кодексах, рекомендуемых или применяемых в вашем штате.

Энергоэффективность в бревенчатых домах

Бревенчатые дома используют бревна из цельного дерева для конструкции стен и изоляции, и требуют осторожности при проектировании, строительстве и обслуживании для достижения и поддержания энергоэффективности.

Эффективные промышленные дома

Промышленные дома (ранее известные как мобильные дома) построены в соответствии с Кодексом Министерства жилищного строительства и городского развития США (HUD) и построены на постоянном шасси, поэтому их можно перемещать. Владельцы могут повысить энергоэффективность этих домов за счет конопатки и герметизации, герметизации воздуха и выбора энергоэффективного освещения и приборов.

Пассивный солнечный дизайн — устойчивость

Под пассивным солнечным дизайном понимается использование солнечной энергии для обогрева и охлаждения жилых помещений за счет воздействия солнца. Когда солнечный свет падает на здание, строительные материалы могут отражать, пропускать или поглощать солнечное излучение. Кроме того, тепло, производимое солнцем, вызывает движение воздуха, которое можно предсказать в спроектированных помещениях. Эти основные реакции на солнечное тепло приводят к элементам дизайна, выбору материалов и размещению, которые могут обеспечить эффекты нагрева и охлаждения в доме.

В отличие от активных систем солнечного отопления, пассивные системы просты и не требуют значительного использования механических и электрических устройств, таких как насосы, вентиляторы или электрические средства управления для перемещения солнечной энергии.

Основы проектирования пассивных солнечных батарей

Полная пассивная солнечная конструкция состоит из пяти элементов:
Изображение предоставлено EERE

• Диафрагма / коллектор: Большая стеклянная поверхность, через которую солнечный свет проникает в здание. Проемы должны быть обращены в пределах 30 градусов от истинного юга и не должны быть затенены другими зданиями или деревьями со стороны 9а.м. до 15:00 ежедневно в отопительный сезон.
• Абсорбер: Твердая потемневшая поверхность накопительного элемента. Поверхность, которая может быть кирпичной стеной, полом или емкостью для воды, находится на прямом пути солнечного света. Солнечный свет, падающий на поверхность, поглощается в виде тепла.
• Тепловая масса: Материалы, удерживающие или сохраняющие тепло, выделяемое солнечным светом. В то время как поглотитель представляет собой открытую поверхность, термическая масса — это материал под этой поверхностью и за ней.
• Распределение: Способ, с помощью которого солнечное тепло циркулирует от точек сбора и хранения к различным областям дома. Строго пассивная конструкция будет использовать исключительно три естественных режима теплопередачи — теплопроводность, конвекцию и излучение. В некоторых случаях для распределения тепла по дому могут использоваться вентиляторы, воздуховоды и воздуходувки.
• Контроль: Свесы крыши можно использовать для затенения области проема в летние месяцы. Другие элементы, которые контролируют недостаточный и / или перегрев, включают электронные датчики, такие как дифференциальный термостат, который сигнализирует вентилятору о включении; работающие форточки и заслонки, разрешающие или ограничивающие тепловой поток; жалюзи с низким коэффициентом излучения; и навесы.

Пассивное солнечное отопление

Цель систем пассивного солнечного отопления — улавливать солнечное тепло внутри элементов здания и выделять это тепло в периоды, когда солнце отсутствует, при этом поддерживая комфортную температуру в помещении. Два основных элемента пассивного солнечного отопления — это стекло, обращенное на юг, и термальная масса для поглощения, хранения и распределения тепла. Есть несколько разных подходов к реализации этих элементов.

Прямое усиление

Фактическая жилая площадь представляет собой солнечный коллектор, поглотитель тепла и систему распределения.Стекло, выходящее на южную сторону, пропускает солнечную энергию в дом, где она ударяет по каменным полам и стенам, которые поглощают и накапливают солнечное тепло, которое излучается обратно в комнату в ночное время. Эти термомассы обычно имеют темный цвет, чтобы поглощать как можно больше тепла. Тепловая масса также снижает интенсивность жары в течение дня, поглощая энергию. Емкости с водой внутри жилого помещения можно использовать для хранения тепла. Однако, в отличие от кирпичной кладки, вода требует тщательно спроектированной структурной опоры, и поэтому ее сложнее интегрировать в дизайн дома.Система прямого усиления использует 60-75% солнечной энергии, падающей на окна. Чтобы система прямого усиления работала хорошо, тепловая масса должна быть изолирована от внешней температуры, чтобы предотвратить рассеивание накопленного солнечного тепла. Потеря тепла особенно вероятна, когда тепловая масса находится в прямом контакте с землей или с наружным воздухом, который имеет более низкую температуру, чем желаемая температура массы.

Indirect Gain
Тепловая масса расположена между солнцем и жилым пространством.Тепловая масса поглощает падающий на нее солнечный свет и переносит его в жилое пространство за счет теплопроводности. Система косвенного усиления будет использовать 30-45% солнечной энергии, падающей на стекло, прилегающее к тепловой массе.

Стена тромба в Центре для посетителей Сион в национальном парке Зайон в штате Юта. Стена тромба — это две нижние панели самого нижнего уровня стекла. Изображение любезно предоставлено NREL

Самая распространенная система непрямого усиления — стена тромба. Тепловая масса, кирпичная стена толщиной 6-18 дюймов, расположена сразу за однослойным или двухслойным стеклом, обращенным на юг, которое монтируется на расстоянии около 1 дюйма или меньше перед поверхностью стены.Солнечное тепло поглощается темной внешней поверхностью стены и сохраняется в массе стены, откуда излучается в жилое пространство. Солнечное тепло мигрирует через стену, достигая ее задней поверхности ближе к вечеру или ранним вечером. Когда температура в помещении падает ниже температуры поверхности стены, в комнату излучается тепло.

Рабочие вентиляционные отверстия в верхней и нижней части стены аккумулирования тепла позволяют теплу конвекционно проходить между стеной и стеклом в жилое пространство. Когда форточки закрываются на ночь, жилое пространство нагревается лучистым теплом от стены.

Пассивное солнечное охлаждение

Пассивные солнечные системы охлаждения работают за счет уменьшения нежелательного притока тепла в течение дня, обеспечения немеханической вентиляции, обмена теплого внутреннего воздуха на более холодный внешний воздух, когда это возможно, и сохранения прохлады ночи до умеренных теплых дневных температур. Самые простые системы пассивного солнечного охлаждения включают выступы или шторы на окнах, выходящих на южную сторону, тени деревьев, тепловую массу и поперечную вентиляцию.

Оттенок

Конструкция свеса для затенения.Диаграмма любезно предоставлена ​​Центром солнечной энергии в Аризоне. Более крутая стрелка показывает угол падения солнечных лучей летом, а более мелкая стрелка указывает угол зимой.

Чтобы уменьшить нежелательное поступление тепла летом, все окна должны быть затенены навесом или другими устройствами, такими как навесы, ставни и решетки. Если навес на окне, выходящем на южную сторону, выступает на половину высоты окна, солнечные лучи будут блокироваться летом, но все равно будут проникать в дом зимой.Солнце находится низко над горизонтом во время восхода и заката, поэтому выступы на окнах, выходящих на восток и запад, не так эффективны. Постарайтесь минимизировать количество окон, выходящих на восток и запад, если охлаждение является серьезной проблемой. Для затенения таких окон можно использовать растительность. Ландшафтный дизайн в целом можно использовать для уменьшения нежелательного поступления тепла летом.

Тепловая масса
Тепловая масса используется в конструкции с пассивным охлаждением для поглощения тепла и умеренного повышения внутренней температуры в жаркие дни.Ночью тепловую массу можно охладить с помощью вентиляции, чтобы на следующий день она была готова снова поглотить тепло. Можно использовать одну и ту же тепловую массу для охлаждения в жаркое время года и обогрева в холодное время года.

Вентиляция
Естественная вентиляция поддерживает температуру в помещении, близкую к температуре наружного воздуха, поэтому это эффективный метод охлаждения только тогда, когда температура в помещении равна или выше температуры наружного воздуха. Климат определяет лучшую стратегию естественной вентиляции.

В местах с дневным бризом и желанием вентиляции в течение дня открывайте окна на той стороне здания, которая обращена к ветру, и на противоположной стороне, чтобы создать поперечную вентиляцию. При проектировании разместите окна в стенах, выходящие на преобладающий ветер и противоположные стены. Стены крыльев также можно использовать для создания вентиляции через окна в стенах, перпендикулярных преобладающим ветрам. Сплошная вертикальная панель размещается перпендикулярно стене между двумя окнами. Он ускоряет естественную скорость ветра за счет разницы давлений, создаваемой стенкой крыла.

В таком климате, как Новая Англия, где ночные температуры обычно ниже, чем дневные, сосредоточьтесь на том, чтобы приносить прохладный ночной воздух, а затем закрывать дом для горячего наружного воздуха в течение дня. Механическая вентиляция — это один из способов поступления прохладного воздуха в ночное время, но конвективное охлаждение — другой вариант.

Конвективное охлаждение
Самая старая и простая форма конвективного охлаждения предназначена для подачи холодного ночного воздуха извне и вытеснения горячего внутреннего воздуха.Если преобладает ночной ветерок, то высокое вентиляционное отверстие или открытое отверстие с подветренной стороны (сторона, противоположная ветру) позволят горячему воздуху улетать под потолок. Низкие вентиляционные отверстия на противоположной стороне (сторона, обращенная к ветру) будут пропускать прохладный ночной воздух, чтобы заменить горячий воздух.

В местах, где нет сильных бризов, все еще можно использовать конвективное охлаждение путем создания тепловых труб. Тепловые дымоходы спроектированы с учетом того, что теплый воздух поднимается вверх; они создают теплую или горячую зону воздуха (часто за счет солнечной энергии) и имеют высокое выходное отверстие для выхлопных газов.Горячий воздух выходит из здания через высокое вентиляционное отверстие, а более холодный воздух втягивается через нижнее вентиляционное отверстие.

Есть много разных подходов к созданию эффекта теплового дымохода. Один из них — солярий, выходящий на юг, с вентиляцией наверху. Воздух забирается из жилого помещения через соединительные нижние вентиляционные отверстия и выводится через верхние вентиляционные отверстия солярия (верхние вентиляционные отверстия из солярия в жилое пространство и все работающие окна должны быть закрыты, а стена солярия должна быть затемнена).

Конфигурации систем отопления и охлаждения для коммерческих зданий

В коммерческих зданиях нагрузки HVAC обычно представляют собой самые высокие затраты энергии. Географическое положение играет важную роль: здания, расположенные далеко на севере или юге мира, обычно имеют высокие расходы на отопление, в то время как здания, расположенные в тропиках, могут нуждаться в кондиционировании воздуха в течение всего года.

Как и в жилых помещениях, для коммерческих зданий существует широкий спектр вариантов отопления и охлаждения, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.Три наиболее часто используемых системы для коммерческих зданий:

• Системы переменного расхода воздуха (VAV) со встроенным блоком на крыше
• Чиллеры, градирни и котельные системы
• Водяные тепловые насосы с градирней и котлом

---

Планируете проект коммерческой недвижимости? Получите профессиональный дизайн HVAC.

---

1) Система VAV со встроенным блоком на крыше

Упакованные крышные агрегаты (RTU) обычно включают в себя конденсатор для кондиционирования воздуха и газовый или электрический бойлер для отопления помещений.В климатических условиях, где агрегат должен обеспечивать кондиционирование воздуха с низкой влажностью снаружи, также можно добавить экономайзер, который снижает охлаждающую нагрузку на конденсатор. Во всех режимах работы вентиляторы используются для нагнетания воздуха в систему воздуховодов, которая распределяет его по отдельным внутренним зонам.

• Каждая зона имеет коробку переменного объема воздуха (VAV) с заслонкой, которая открывается и закрывается в соответствии с потребностями в охлаждении или обогреве.
• Положение заслонки регулируется в зависимости от заданного значения температуры для каждой конкретной зоны.Например, заслонка полностью откроется, если в определенной зоне требуется максимальная мощность охлаждения или обогрева.

Традиционные системы VAV страдают от резкого снижения энергоэффективности в условиях частичной нагрузки: если все зоны здания работают с частичной нагрузкой с полузакрытыми заслонками, давление в воздуховоде возрастает, и система может стать шумной. Кроме того, дополнительное давление представляет собой потерянную мощность вентилятора. Однако можно добиться отличных результатов за счет использования автоматики и частотно-регулируемых приводов:

• Система управления постоянно оценивает состояние всех блоков VAV.В идеале хотя бы один из них должен быть полностью открыт; в противном случае мощность вентилятора будет потрачена впустую.
• Если ни одна из заслонок не открыта полностью, скорость вентилятора уменьшается, и все заслонки открываются постепенно, пока одна из них не достигнет полностью открытого положения.
• На данный момент вентилятор обеспечивает необходимый воздушный поток для текущей нагрузки HVAC.

Можно значительно сэкономить на мощности вентилятора, если скорость вращения регулируется частотно-регулируемым приводом. В общем, мощность вентилятора пропорциональна кубической скорости — вентилятор, работающий на скорости 90%, потребляет только около 73% энергии, которую он потреблял бы на полной скорости.Дополнительным преимуществом регулирования скорости является резкое снижение шума.

Системы

VAV с упакованными блоками на крыше практичны в объектах, у которых есть большая площадь крыши, пропорциональная их внутренней площади пола, учитывая, что воздух является основной средой, используемой для переноса тепла. Эти системы непрактичны в многоэтажных зданиях из-за ограниченной площади крыши и больших вертикальных расстояний; Системы на основе чиллеров с водяным охлаждением или тепловых насосов с водяным охлаждением являются предпочтительными в этих применениях.

2) Чиллер с градирней и бойлером

Эти системы используют воду в качестве среды для доставки или отвода тепла, а водяные контуры проходят через вентиляционные установки (AHU), которые обеспечивают требуемый воздушный поток для каждой зоны здания.

• В режиме охлаждения чиллер отбирает тепло из контура холодной воды, который циркулирует по зданию, и отводит его во вторичный водяной контур, подключенный к градирне. Тогда градирня отводит тепло наружу.
• В режиме отопления циркулирующая вода проходит через бойлер. Большинство котлов работают на электричестве, газе или масле.

В обоих случаях происходит обмен теплом между циркулирующей водой и воздухом в помещении в AHU. Если чиллер и котел используют общий водяной контур (двухтрубная система), все здание должно работать либо в режиме отопления, либо в режиме охлаждения; однако при наличии отдельного водяного контура для каждого режима работы (четырехтрубная система) одновременное нагревание и охлаждение может обеспечиваться в разных зонах.Конечно, четырехтрубная система дороже, потому что трубопроводы и аксессуары существенно увеличены вдвое.

Как и в случае с системами VAV, можно добиться значительной экономии за счет управления и автоматизации:

• Современные чиллеры обычно поставляются с компрессорами с регулируемой скоростью, которые могут эффективно работать даже в условиях частичной нагрузки. В некоторых моделях управление скоростью совмещено с поэтапной работой для дальнейшего повышения эффективности.
• Приводы с регулируемой скоростью могут использоваться для нескольких компонентов системы, включая вентиляторы градирни, водяные насосы и вентиляционные установки.
• Существуют также экономайзеры для систем с водяным охлаждением, но они применяются только для определенных климатических зон, где система будет обеспечивать кондиционирование воздуха с низкой влажностью наружного воздуха.

Системы на основе чиллеров обычно предлагают более высокий КПД, чем системы VAV, а также более практичны для многоэтажных зданий: вместо того, чтобы иметь несколько комплектных блоков на крыше, можно объединить систему в один чиллер и градирню, и только градирня должна располагаться на открытом воздухе или на крыше.

3) Водяной тепловой насос с градирней и бойлером

Коммерческие системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха на основе водяных тепловых насосов обычно являются лучшим выбором с точки зрения универсальности и энергоэффективности. Тепловые насосы основаны на холодильном цикле, как и кондиционеры, но имеют реверсивный режим работы; когда несколько тепловых насосов используются для обслуживания отдельных зон коммерческого здания, они могут переключаться между режимами охлаждения и обогрева по мере необходимости.

• Все тепловые насосы в здании используют общий водяной контур, и они будут либо отклонять, либо поглощать тепло в зависимости от потребностей каждой зоны.
• Поскольку водяной контур является общим, равные тепловые и охлаждающие нагрузки уравновешивают друг друга.
• Если охлаждающая нагрузка выше, используется градирня для отвода лишнего тепла; с другой стороны, если тепловая нагрузка выше, для компенсации разницы используется бойлер.

Как и в двух предыдущих сценариях, можно сделать систему еще более эффективной, добавив управление скоростью для всех используемых насосов и вентиляторов. Тепловые насосы являются одними из самых эффективных систем отопления и охлаждения на рынке: они могут соответствовать или превосходить эффективность чиллера в режиме охлаждения, и в большинстве случаев они могут обеспечить обогрев помещения с менее чем 40% энергопотребления резистора. обогреватель.

Необходимость установки отдельного теплового насоса для каждой зоны здания увеличивает стоимость этих систем, но в долгосрочной перспективе это компенсируется благодаря достигнутой превосходной энергоэффективности. Например, если есть момент, когда нагрузки охлаждения и нагрева равны, эта система может работать с отключенными котлом и градирней.

Выводы

Одним из наиболее важных вариантов дизайна коммерческого здания является конфигурация HVAC, поскольку эта система представляет собой значительную часть стоимости владения в долгосрочной перспективе.Планировка здания является важным соображением: в помещениях с небольшой высотой и большими площадями на крыше, как правило, предпочтение отдается сборным блокам на крыше с системами VAV, в то время как в многоэтажных зданиях, как правило, предпочтительнее использовать чиллеры или тепловые насосы с водяным источником тепла.

Конечно, есть жизнеспособные улучшения энергоэффективности, которые можно использовать во всех случаях. Регулирование скорости компрессоров, насосов и вентиляторов более энергоэффективно, чем циклическое включение и выключение этих частей оборудования, а также способствует увеличению срока службы и снижению затрат на техническое обслуживание.

Ориентация здания для оптимального энергопотребления

от Ника Громицко, CMI® и Бена Громицко

Ориентация здания — это практика облицовки здания таким образом, чтобы максимизировать определенные аспекты его окружения, такие как привлекательность улицы, захватить живописный вид, соображения дренажа и т. Д. затрат, для строителей становится все более важным ориентировать здания на использование бесплатной энергии Солнца. Для девелоперов и строителей ориентация нового дома на солнечное тепло повысит привлекательность и конкурентоспособность дома.Для домовладельцев это повысит комфорт в помещении и сократит счета за электроэнергию.

Таким образом, ориентация здания, наряду с естественным освещением и тепловой массой, являются решающими факторами пассивной солнечной конструкции, которые могут быть включены практически в любой новый дизайн дома. Инспекторы InterNACHI, которые консультируются с новыми домовладельцами, могут передать эту ценную информацию, чтобы помочь своим клиентам получить долгосрочные выгоды и сбережения энергии.

Факты и цифры

• Дизайн многих старых домов был ориентирован на использование гелиодона, который представляет собой подвижный источник света, имитирующий путь Солнца, который парит над небольшой моделью предполагаемого здания.Сегодня математические компьютерные модели точно рассчитывают солнечное усиление в зависимости от местоположения и сезонные тепловые характеристики, а также имеют дополнительную возможность вращать и анимировать трехмерную цветную графическую модель предлагаемого проекта здания относительно пути Солнца.
• Домовладельцы теперь могут подключиться к специализированному рынку домов, которые вращаются вокруг своей оси, чтобы следовать по часовой и сезонной траектории Солнца. Эти дома в форме НЛО могут вращаться на 360 градусов за считанные минуты и построены с необычно высокими потолками и окнами для максимальной эффективности питания их солнечной энергетической системы.
• Хотя некоторые пассивные солнечные элементы являются относительно недавними инновациями, практика ориентирования дома на путь Солнца так же стара, как и сама цивилизация. Примеры многочисленны, от выходящих на юг дверей в домах эпохи неолита и династии Мин до удивительных руин Пуэбло на юго-западе Колорадо.

Истинное положение Солнца

Школьники (и большинство домовладельцев) скажут вам, что Солнце встает на востоке и заходит на западе, и, если бы это было правдой, ориентация здания была бы довольно простой задачей.На самом деле солнце восходит и заходит на востоке и западе только в период осеннего и весеннего равноденствия, а в оставшиеся 363 дня в году происходит совсем другое. Наклон Земли заставляет Солнце вставать и садиться немного южнее востока и запада зимой и немного севернее востока и запада летом. Этот небольшой угол зависит от времени года и расстояния наблюдателя от экватора.

В результате зимнее солнце все время находится в южном небе, а летнее солнце проводит большую часть своего времени в северном небе (солнце пересекает южное небо в течение части дня, в зависимости от широты). ).В Южном полушарии все эти направления меняются местами, поэтому зимнее солнце восходит и заходит на северо-востоке и северо-западе соответственно, а летнее солнце восходит и заходит на юго-востоке и юго-западе соответственно.

Как изменение положения Солнца может повлиять на конструкцию здания

Относительное положение Солнца является основным фактором увеличения количества тепла в зданиях, что делает точную ориентацию здания фундаментальным фактором при строительстве пассивных солнечных батарей.

Что наиболее важно, линия гребня прямоугольного дома должна идти с востока на запад, чтобы максимально увеличить длину южной стороны, которая также должна включать в себя несколько окон в своем дизайне. По этой причине меньше окон следует располагать с северной стороны дома, где может быть яркое летнее солнце. Глубокий свес крыши может затенять несколько окон в этой области, как и различные типы деревьев и кустов. Исследования подтверждают наличие хребта восток-запад. По данным Управления энергетики Бонневилля и города Сан-Хосе, Калифорния, дома, переориентированные на Солнце без каких-либо дополнительных солнечных элементов, экономят от 10% до 20%, а некоторые могут сэкономить до 40% на отоплении дома.

Строителям следует учитывать, что эти направления даны относительно Солнца, а не магнитного севера, который может значительно отличаться от фактического положения Солнца. Магнитный север, считываемый с компаса, по-прежнему можно использовать в качестве ориентира, если строитель корректирует фигуру на основе магнитного склонения для конкретного местоположения, которое можно найти на общедоступных картах.

Советы по строительству при новом строительстве

Следующие советы также помогут домовладельцам и строителям максимально увеличить приток тепла за счет ориентации здания:

• Сориентируйте план этажа, а не только профиль здания, по направлению к Солнцу.Спроектируйте дом так, чтобы часто используемые комнаты, такие как кухня и гостиная, находились на южной стороне. Жильцы по достоинству оценят солнечные лучи зимой и избавление от солнца летом. Внутренние дворики и террасы должны быть построены на южной стороне дома, где прямые солнечные лучи позволят им использовать их больше часов в течение дня и больше дней в течение года. Аналогичным образом, гараж, прачечная и другие менее часто используемые помещения должны быть расположены в северной части дома, где они будут действовать как буфер против холодных зимних ветров.

• Остерегайтесь гор. Разница в солнечном свете между севером и югом преувеличена в холмистых и горных регионах, где на сравнительно небольших территориях можно увидеть значительные климатические различия. Пассивный солнечный дом должен быть построен на южном склоне горы, чтобы избежать чрезмерного затенения, создаваемого там, где низко расположенное солнце блокируется горой с северной стороны. Половина склона идеальна, так как вершина горы подвержена сильным ветрам, а холодный ночной воздух попадает в нижележащую долину, которая также является естественной точкой дренажа.

• План для тени деревьев. Деревья являются важным фактором в пассивном солнечном дизайне, потому что они могут как обеспечить необходимую тень в теплый летний день, так и лишить дом естественного света, когда он больше всего необходим. Лиственные деревья, посаженные на южной стороне, будут терять листья зимой и пропускать естественный свет в дом, в то время как вечнозеленые деревья, посаженные на северной стороне, будут обеспечивать тень от летнего солнца. Строители должны тщательно учитывать возраст, вид, скорость роста и зрелый покров существующих деревьев, прежде чем решать, где ориентировать конструкцию на строительной площадке.Деревья также представляют собой уникальные опасности, о которых рассказывается в статье InterNACHI об опасностях, связанных с деревьями.
• Установите как можно больше окон, но не слишком много! Точное количество необходимых окон разное для каждого дома, потому что оно зависит, помимо прочего, от местного климата. В доме с закалкой на солнце должно быть достаточно остекления, чтобы равняться 5% кондиционированной площади дома в квадратных футах. Однако помните, что окна легче пропускают тепло, чем стены, поэтому слишком много окон действительно могут отводить тепло из дома в холодные зимние месяцы.Прочтите статью InterNACHI о оконных газовых заполнителях и оконных пленках, чтобы узнать, как изолировать остекление дома.
• Отклониться от правила ориентации восток-запад, если необходимо. Ориентация хребта восток-запад может быть скорректирована с учетом других факторов до 20 градусов с минимальным влиянием на приток тепла.
• На проезжей части может быть жарко! Подъездные пути и парковки сделаны из гравия и асфальта — материалов, которые нагреваются быстрее и достигают более высоких температур, чем остальная часть двора.Избыточное тепло может распространиться на соседний дом, поэтому размещение проезжей части или парковки к югу или востоку от здания может уменьшить накопление летнего тепла в южном климате. В холодные зимние месяцы в северном климате подъездная дорога, ориентированная на юг или запад, будет быстрее таять снег и обеспечивать больше тепла в доме.
• Стекло не обязательно должно быть вертикальным. Доступно нестандартное стекло, которое можно наклонять, чтобы соответствовать углу наклона солнца и минимизировать отражение. Однако отклонение стекла от вертикали делает его менее изоляционным, поэтому строители должны сбалансировать потенциальную выгоду от воздействия солнца с потерей тепла на улицу.
• Другой фактор окружающей среды, который следует учитывать при уравнении ориентации и расположения здания, — это преобладающие ветры, то есть ветры, дующие преимущественно с одного общего направления над определенной точкой. Данные для этих ветров можно использовать для проектирования здания, которое может использовать летний бриз для пассивного охлаждения, а также для защиты от неблагоприятных ветров, которые могут еще больше охладить интерьер в и без того холодный зимний день или даже предотвратить скопление снега. окна и двери.Подробная информация о преобладающих ветрах для конкретных мест наносится на график с помощью графического инструмента, называемого розой ветров, который обычно можно получить в аэропортах, крупных библиотеках, интернет-источниках и окружных отделах сельскохозяйственных знаний. Как правило, холодные зимние ветры обычно дуют с севера и запада, и их можно ограничить, применив изоляционное остекление на этих сторонах дома. Также помните, что в прибрежных районах обычно дуют бризы с берега, а прохладные бризы дуют по долинам с горных склонов.

В конечном итоге такие факторы, как привлекательность улицы и размеры участка, могут ограничивать способность строителя ориентировать здание в строгом соответствии с методами пассивной солнечной энергии. Однако даже работая с этими ограничениями, строитель может создать энергоэффективный дом за счет реализации энергосберегающих функций, таких как окна с низким энергопотреблением, адекватная изоляция, герметизация воздуха и прохладные крыши. Узнайте больше об этих функциях инвестирования в энергию в разделе «Зеленые ресурсы для инспекторов и потребителей» InterNACHI.

Таким образом, дома, ориентированные на путь Солнца, требуют меньше энергии для обогрева и охлаждения, что приводит к более низким счетам за электроэнергию и повышению комфорта в помещении.