Коллекторная система отопления двухэтажного дома схема: Схема отопления двухэтажного дома с радиаторами и теплым полом

Содержание

Схема и особенности коллекторной системы отопления двухэтажного дома

Пожалуй, коллекторная система отопления — это наиболее эффективный способ обогрева любого дома, независимо от количества этажей и комнат. Такую схему еще нередко называют лучевой, так как она, в отличие от других систем отопления, имеет довольно сложную (на первый взгляд) разводку, состоящую из нескольких отдельных ниток (лучей), хотя ее можно смонтировать и самостоятельно, если знать принцип функционирования контура.

Что она собой представляет, какие дает преимущества – с этими и другими вопросами мы детально и разберемся в данной статье.

Но сначала уточнимся с определениями. Для отопления жилых строений используются различные схемы, поэтому неспециалисту в этой области довольно сложно понять суть вопроса, если оперировать лишь спец/терминами.

Что такое коллектор? Данным словом обозначаются различные технические изделия. Применительно к системе обогрева – это устройство, с помощью которого обеспечивается регулирование объема теплоносителя, поступающего в ту или иную нитку контура.

Недостатком других схем отопления является неравномерность прогрева радиаторов по всей длине трассы, неоправданные теплопотери и ряд других. Но главный минус – отсутствие возможности изменения степени нагрева батарей (а в ряде случаев, и их полного отключения) без вмешательства в работу котельного оборудования, то есть изменения режима его работы.

Следует сразу отметить, что система отопления двухэтажного дома с использованием коллекторов – это не что-то особенное. Применение таких теплотехнических устройств может быть комплексным, независимо от того, по какой схеме смонтирован присоединенный контур.

Устройство коллектора отопления

Его несложно понять, если рассмотреть наиболее простую модификацию изделия.

Как видно из рисунка, к такому коллектору можно подключить лишь 2 контура отопления.

Более сложные варианты. Например, на 3 отдельные «нитки».

Недостаток таких распределителей – невозможность регулировки подачи теплоносителя в каждый контур. Поэтому для жилого строения, в котором есть целый ряд разнотипных помещений, в которых необходимо поддерживать различную температуру, целесообразно использовать более совершенные модификации коллектора. На рисунках показаны некоторые варианты такого инженерного решения.

На фото ниже – коллектор со встроенными расходомерами.

Принцип работы коллектора

В него подается теплоноситель, который по системе труб поступает от котла. На устройстве есть несколько патрубков, которые являются входами и выходами для подключаемых контуров. Этим обеспечивается их независимое снабжение (развязка) тепловой энергией, что и позволяет производить ее дозирование (регулирование) по отдельно взятой нитке.

Схемы отопления (варианты)

Какие обогревательные приборы подключать, их тип и количество, места расстановки коллекторов – это определяется еще на этапе проектирования всей отопительной системы. Здесь единой рекомендации не существует. Применительно к строению в 2 этажа можно поставить или 1 «многоканальный» коллектор, или 2 – 3 менее функциональных.  Конкретная схема выбирается исходя из количества комнат и потребителей тепловой энергии.

В упрощенном виде, для большей наглядности, ее можно представить так:

Порядок расстановки и схема подключения радиаторов отопления – это уже отдельные вопросы. Коллекторная схема позволяет обустроить систему различного типа и любой конфигурации. Например, с отоплением подсобного строения (теплицы), с подогревом полов.

Достоинством коллекторных систем является возможность регулировать степень обогрева каждой комнаты индивидуально. Это позволяет не только снизить общие расходы на отопление, но и сделать проживание в доме более комфортным. Например, поддерживать температуру в жилых помещениях на уровне 24 ºС, а в подсобных – несколько меньшем. Что касается комнат на цокольном этаже, которые используются в качестве кладовок, то можно снизить и до +5 ºС, чтобы только избежать промерзания стен.

 Недостаток коллекторной системы отопления – высокая стоимость монтажа. Ведь если прокладывать несколько отдельных ниток, то возрастает расход труб и материалов (утеплителя, герметика и так далее).

Коллекторная система отопления двухэтажного дома

Многие двухэтажные дома сейчас оборудованы коллекторным отоплением. Она может отлично сочетаться с однотрубной или двухтрубной системой. Сам коллектор помещается в специальный шкаф. Все трубы должны скрываться под полом.

Устройство коллектора

Устройство коллектора

На каждый отвод, который выходит из коллектора, можно устанавливать запорную арматуру. В качестве её можно использовать обыкновенные шаровые краны. Это позволит отключать при необходимости один радиатор отопления, а остальные продолжат функционировать. При этом каждый отвод становится как бы самостоятельной отопительной системой, а соответственно, его можно оборудовать отдельным циркуляционным насосом, подключить отдельную систему автоматики.

Схема разводки коллекторного отопления

Тройниковая горизонтальная проводка уходит в прошлое. Теперь очень модно стало использовать различные схемы коллекторного типа. Они выполняются для одно- и двухтрубных горизонтальных разводок.

Схема разводки

В противном случае свой собственный насос должна будет иметь каждая ветка отопительной системы двухэтажного дома, а это увеличивает финансовые затраты. Трубопровод можно располагать как в стенах, так и под полом.

Каждый радиатор стоит оснастить своим собственным краном, через который будет спускаться воздух из системы отопления. Можно пойти немного другим путём и установить автоматический воздухоотводчик на коллекторе.

Можно воспользоваться универсальным вариантом, который заключается в установке воздухоотводчиков как на коллекторе, так и на радиаторах. Однако у такой системы есть одни существенный недостаток, который заключается в том, что трубопровод получается очень длинным.

Напольная система отопления

Напольная система

Напольные системы отопления уже давно стали применяться в двухэтажных домах как основные. В современных сооружениях можно совсем не встретить радиаторов. Это достигается благодаря инновационным технологиям, связанным с использованием коллекторов отопления. Эти устройства можно приобрести в любом специализированном магазине сантехники.

Характеристики напольного отопления

Преимуществ у напольной системы отопления просто огромное количество:

  • тепловые потоки равномерно распределяются по полу. Это достигается за счёт использования нескольких циркуляционных насосов, которые нагревают теплоноситель равномерно;
  • температура по высоте помещения меняется неравномерно. Это и понятно, что ближе к полу температура будет намного выше, нежели около потолка. Тёплый пол отлично согревает в холодную зимнюю погоду.

Если используется радиаторная система, то тут происходит обратный процесс. Повышение температуры воздуха идёт по высоте помещения. Это приводит к тому, что возникают быстрые воздушные потоки. При этом пыль, которая находится на полу, может подниматься к потолку, а это отрицательно сказывается на микроклимате всего помещения.

При использовании напольного варианта отопления циркуляция воздуха в помещение происходит естественным образом. При этом количество пыли в доме резко уменьшается.

Как выбирать коллекторы

выбирать коллекторы

Есть модели, которые идеально подходят для двухэтажных домов, а есть те, которые могут быть установлены только в частном доме. На это стоит обращать внимание при покупке. Если знаний недостаточно, то лучше проконсультироваться со специалистом в данной области.

Для трубопроводов можно использовать как полипропиленовые трубы, так и классические металлические. Разницы особой нет. Единственное, полипропилен прослужит намного дольше, так как не подвержен коррозии и воздействию различных химических веществ.

Радиаторы также могут быть разноплановыми. Размер их и количество секций необходимо рассчитать в зависимости от геометрии помещения. Что касается материала, то он также может быть различным. Разумеется, что чугунные радиаторы, как и прежде, являются наиболее приемлемым вариантом, но модные современные металлические конструкции смотрятся более эстетично.

Таким образом, коллекторная система отопления на сегодняшний день является оптимальным вариантом для двухэтажного дома. Она способна обеспечить теплом достаточно большое помещение. Она универсальна, так как для отопления можно использовать не только радиаторы, но и подпольные контуры. Это очень удобно и практично. Если создать принудительную циркуляцию жидкости в трубопроводе, то можно добиться равномерного распределения тепла по всей квартире.

Видео: коллекторная группа систем отопления

Лучевая система отопления, лучистая разводка двухэтажного дома

Если у вас двухэтажный дом и вы хотите, чтобы в нем было тепло и уютно, то представлено множество систем отопления на выбор. Среди всего разнообразия – котлы, трубопроводы, отопительные приборы (радиаторы, контуры для тёплых полов). Но теплота вашего загородного дома зависит не только от котла, но и от многих других строительных элементов и многомелочных деталей. Раньше при установке индивидуального отопления специалисты использовали тройниковую систему, но она уже потихоньку начинает уходить в далёкое прошлое. Вместо нее приходит другая, более современная – лучевая система отопления. Эта система пользуется спросом у заказчиков индивидуального отопления.

Лучевая система отопления

Чем лучевая система отопления отличается от системы тройниковой?

Панельно лучистое отопление способно работать с максимальной эффективностью и создает высокую комфортность проживания. Лучевая система отопления позволяет подключать приборы параллельно к  распределительному коллектору. К специальному радиатору от коллектора подключается две трубы, первая – это подающая, а вторая – обратная. Тепловой коллектор – это достаточно крупная техника, которую хозяева предпочитают ставить в отведённый для нее шкафчик.

Всем известная тройниковая система использует трубы маленького метража, но для такого соединения потребуется гораздо больше фитингов. При таком соединении усложняется монтаж, вероятность поломки увеличивается в несколько раз, например, от перепада давления и от ошибок при сборке.

Тройниковая система отопления

Если разводка – коллекторная, тогда увеличивается расход труб, все соединения доступны, и благодаря такой разводке ремонт можно выполнить гораздо быстрее.

Отдельный от системы  «луч» можно легко отключить, при этом не отключать остальные помещения. Базироваться лучистое отопление может как на принудительной, так и на естественной циркуляции.

Рекомендуем к прочтению:

Пожалуй, одним из самых главных достоинств лучистого отопления является возможность аккуратно спрятать все трубы. Если делать тройниковую разводку, то сделать скрытую прокладку будет невозможно, а если предстоит в будущем делать ремонт, тогда придётся ломать пол и стены.

При лучевой разводке трубы отопления после монтажа прячутся в пол

Лучевая система отопления с принудительной циркуляцией

Лет так 10 назад лучевая разводка системы отопления с принудительной циркуляцией была доступна не каждому хозяину дома. Спустя 10 лет лучевая схема отопления стала доступной практически всем.

Самым важным достоинством такой системы с принудительной циркуляцией является искусственная прокачка тепла по радиаторам и трубам. Устанавливаться насос может как на обратной магистрали, так и на подающей.

Отопительная система с естественной циркуляцией

Лучевая система отопления схема с естественной циркуляцией включает в себя использование труб большого объёма, а также установку расширительного бачка.  Но это не очень удобно. Компенсатор расширения обычно ставится на самой высокой точке дома. Лучистая система отопления с естественной циркуляцией сэкономит ваши деньги на покупку дополнительного оборудования. Дорогие насосы, воздухоотводчики, а также датчики температуры, — все это такой системе не нужно.

Если у вас дом используется как дача или этот дом планируете строить длительное время, тогда самым верным решением будет лучистое отопление с естественной циркуляцией. В вашем доме будет тепло, даже если не ставить мощных насосов, а также дорогостоящей автоматики.

Рекомендуем к прочтению:

Лучевая система отопления с естественной циркуляцией

Достоинства и недостатки лучевой системы

Достоинства такой схемы, как лучевая система отопления двухэтажного дома:

  • несложная в проектировании и монтаже;
  • благодаря малому количеству соединительных элементов лучевая разводка отопления проста в установке;
  • стабильность в работе гидравлики;
  • идёт равномерный прогрев всех помещений;
  • при повреждении некоторого участка трубы его можно сделать, не нарушая при этом напольное покрытие;
  • регулировка температуры воздуха в каждом помещении осуществляется механически, с помощью электроники;
  • лучевое отопление можно оборудовать самой современной автоматической системой.
  • благодаря панели управления можно легко менять температуру воздуха в помещении.

Недостатки такой системы, как лучевое отопление дома:

  • высокая цена на материалы;

необходимость выделения места для специального шкафа или коллекторного блока.

Коллекторная система отопления частного дома: схема устроства и монтажа

Устройство разводки системы отопления – немаловажный этап в устройстве теплоснабжения дома. От того, какого типа разводка отопления будет применена в доме, может зависеть и то, какие именно материалы стоит закупить, сколько и по какой цене. Это и определить конечную стоимость проекта отопления.

Как таковая, разводка для отопления в доме делится на:

  • Коллекторная система отопления частного дома.
  • Система отопления для частного дома из одной трубы.
  • Участие двух труб в системе отопления для коттеджей.
  • Коллекторная система отопления в жилом доме.

Последний вид разводки также известен под названием лучевой системы отопления. На сегодняшний день этот способ монтажа отопления является одним из самых широко используемых среди всех разводок, как при создании проектных чертежей, так и во время монтажа теплоснабжения в коттеджах и домах.

Коллекторная система отопления

Коллекторная система — принципиальная схема устройства

Стоит учесть то, что лучевую разводку можно монтировать лишь в стенах, а не открытым типом.

Схему коллекторной системы отопления можно представить следующим образом:

Схема распределительного коллектора системы отопления
  • Из комнаты с котлом по главным магистральным трубам подогретый носитель тепла идет к коллекторам, расположенным поэтажно.
  • В свою очередь, те имеют входы и выходы, число которых всегда равно количеству отопительных элементов таких, как конвекторы или радиаторы, находящихся на том же этаже. Если одного коллектора не хватает на всех потребителей, их количество можно увеличить.

Любой конвектор или радиатор имеет подключение к коллектору двумя трубами, известными как «подача» и «обратка». По такому принципу устраивается коллекторная система отопления двухэтажного дома и здания с большим количеством этажей.

Преимущества коллекторной системы

Говоря о преимуществах системы, стоит отметить эстетичность монтажа – трубы не проходят по стенам, ведь они скрыты внутри них. Также некоторые трубопроводы делаются в полу скрыто, а выводы от них делаются непосредственно рядом с радиаторами.
Система отличается большой надежностью, хотя места стыков, особенно, если были выполнены непрофессионально, время от времени давать знать о себе.

Устройство коллектора отопления

Коллекторная система отопления своими руками дает возможность применить различные материалы, такие как металлопластиковые трубы или сшитый полиэтилен.

Плюсом коллекторной системы можно назвать и то, что в случае выхода из строя какого-то радиатора или возникшей необходимости его демонтировать (например, для ремонта стены под ним) не нужно отключать отопление всего дома или этажа. К тому же температуру можно настраивать отдельно для каждого помещения, делая её больше или меньше, а то и сделав минимальной. Используя эту систему, можно заметить, что система, наполненная водой, равномерно нагревается по всей протяженности, а не только на каком-либо участке.

Недостатки коллекторной системы отопления

В то же время коллекторную систему нельзя назвать идеальной. Да, она качественная, долговременная, но при этом и не дешевая.

Коллекторная система

Сам по себе монтаж коллекторной системы отопления подразумевает, что кроме труб будут использоваться и радиаторы. Если же работы выполняются в небольшом помещении, не всегда просто подыскать место для размещения коллекторов. Учитывая, что для них требуются ниши в стене или полу, при отсутствии таковых мест обычно делаются шкафы – это минус к и так малому пространству. Кроме того, шкафы требуется замаскировать, чтобы они не так бросались в глаза, или поставить там, где они не будут сильно бросаться в глаза – под лестничными маршами или в санузлах.

Всё чаще сегодня наблюдается тенденция к постройкам деревянных домов или домов с досчатым настилом для пола. В таких строениях бывает крайне тяжело, а то и практически невозможно обустроить систему, не повредив лаги пола.

В идеале, коллекторную разводку лучше всего монтировать при строительстве дома, когда сравнительно легко предусмотреть места для коллекторов.

Если же в доме уже залита чистовая цементно-песчаная стяжка, то проводить монтаж коллекторов там будет неразумно с финансовой и строительной точки зрения. Тогда приходится делать систему по открытому типу, а это нежелательно.

Двухтрубная система отопления

Раз уже речь зашла об открытой системе, тогда можно подумать над тем, как этот процесс выполнить наилучше, сделав работу достойно. Если в двухтрубной разводке в деревянном доме выполнить трубы из меди, можно достичь хорошего результата в дизайне. На сегодняшний день применяются 7 вариантов монтажа. Говоря о надежности, можно быть уверенным, что этот вид в применении будет служить не хуже коллекторной разводки.

Двухтрубная система отопления

Основным принципом строения является то, что из котельной, находящейся обычно в подвале, выходит два трубопровода, к которым, в свою очередь, все радиаторы подключены последовательным образом. Если в здании более одного уровня, то раздача происходит по стоякам.

Преимуществами системы является более низкая стоимость по сравнению с коллекторной.

Это связано с тем, что для монтажа чаще всего применяется полипропилен и различные соединительные фитинги, имеющие более низкую цену, чем части коллекторной системы. Да и количество погонных метров труб на порядок меньше, чем в лучевой системе. К тому же, если коллекторная система отопления применяется, по возможности, во время строения здания, то двухтрубную можно начинать делать на любом этапе возведения коробки дома и даже после завершения отделки.

Недостатком можно назвать большое количество стыков, которые видны, ведь система выполнена по наружи. Многое зависит и от квалификации приглашенных работников и их надежности. Само по себе большое количество соединений уменьшает прочность системы и сказывается на ее отдельных характеристиках, что может привести к потере тепловой мощности.

Монтаж достаточно непрост и забирает много сил (обхождение преград, наличие всё тех же стыков). Однако это уже проблема рабочих, а не заказчика. К тому же немного может страдать эстетичность помещений, однако эта проблема легко превращается в достоинство с применением труб из меди.

Схемы системы отопления двухэтажного дома

Основой любого отопительного проекта является правильно спроектированный контур. Он определяет порядок монтажа, характеристики компонентов и параметры всей системы. Особенно это актуально для теплоснабжения двухэтажного коттеджа или дачи. Система отопления 2-х этажного частного дома может быть построена по нескольким схемам.

Особенности отопления 2-х этажного дома

Спецификой организации теплоснабжения зданий высотой более одного этажа является равномерное распределение тепловой энергии от батарей по всем помещениям.Поэтому необходимо решить вопрос – как сделать отопление в 2-х этажном доме с оптимальными параметрами.

Профессиональный дизайнер учитывает все нюансы. Оптимальный вариант – приобрести готовую схему или приспособить типовую для отопления дома. При решении данной задачи учитываются следующие факторы:

  1. Общая площадь здания и его характеристики. Отопление 2-х этажного частного дома своими руками возможно только при хорошем утеплении наружных стен, установке современных оконных конструкций.
  2. Планируемый бюджет. Это влияет на качество приобретаемых комплектующих и выбор схемы.

Сделать эффективное отопление частного 2-х этажного дома своими руками можно только после первичного анализа этих данных.

Лучше всего использовать копию плана дома в качестве основы для составления схемы расположения трубопроводов и компонентов системы. Таким образом можно рассчитать количество расходных материалов.

Гравитационный нагрев или принудительная циркуляция?

В первую очередь необходимо определиться с оптимальным вариантом циркуляции теплоносителя.Оно может быть гравитационным или вынужденным. Отопительная система 2-х этажного частного дома средней и большой площади строится на базе последней.

Работа основана на естественной циркуляции теплоносителя, возникающей в результате его теплового расширения. При этом необходимо учитывать ограничения – длина трубопровода не должна быть более 60 м.п., для работы системы требуется ускоряющий стояк. Именно эти факторы определяют выбор схемы водяного отопления частного 2-х этажного дома с циркуляционным насосом.

Открытая или закрытая система также может использоваться для отопления. В первом случае схемы отопления 2-х этажного дома выполняются с горизонтальной разводкой, что не всегда удобно в плане монтажа и эксплуатации. Лучшим вариантом будет установка замкнутого контура. Он имеет следующие преимущества:

  1. Возможность горизонтальной прокладки трубопроводов. Это позволяет минимизировать пространство, необходимое для установки.
  2. Улучшение циркуляции за счет повышения давления в системе — от 1.от 5 до 6 бар.
  3. Теплоотдача от всех устройств (радиаторов и аккумуляторов) будет одинаковой.

Такие схемы отопления для 2-х этажного дома должны быть оборудованы циркуляционным насосом. Без этого невозможно обеспечить нормальную скорость движения теплоносителя.

Сделать качественное отопление в 2-х этажном доме можно только после расчета его теплопотерь.

Разводка труб теплоснабжения двухэтажного дома

Следующим шагом является выбор метода трубопровода.Он влияет на скорость прохождения теплоносителя, степень его охлаждения и возможность регулирования характеристик теплоснабжения.

Проект отопления 2-х этажного частного дома своими руками выполняется на основе анализа всех факторов. Рассмотрим наиболее важные из них, влияющие на выбор схемы разводки:

  • Однотрубный. В системе всего один трубопровод, к которому в последовательном порядке подключаются радиаторы. Для однотрубного отопления частного 2-х этажного дома своими руками характерно быстрое охлаждение теплоносителя.Поэтому его используют для обогрева зданий небольшой площадью до 80 м²;
  • Двухтрубный. Он предназначен для равномерного распределения тепла. Дополнительная обратка позволяет соединять батареи последовательно, что снижает потери тепла при циркуляции теплоносителя. Оптимальный вариант низкотемпературной системы отопления 2-х этажного частного дома;
  • Коллектор. С его помощью можно создать несколько отдельных контуров отопления, подключенных к одному коллектору. В коллекторной схеме водяного отопления частного 2-х этажного дома возможно регулирование объема притока горячей воды в каждом отдельном контуре.Недостатком является большое количество необходимых материалов.

Важным моментом является выбор материала для изготовления труб. В замкнутом контуре отопления 2-х этажного дома рекомендуется использовать полипропиленовые магистрали. Важно учитывать, что максимально допустимая температура горячей воды не должна превышать +90°С.

Также обязательна установка запорной и предохранительной арматуры. К последним относятся воздухоотводчики, сливные краны и расширительные бачки.

В качестве теплоносителя чаще всего используется вода или антифриз. Последнее предпочтительнее, если система может подвергаться воздействию низких температур.

Правила установки отопления

Выбрав оптимальную схему теплоснабжения, можно переходить к практической реализации плана обустройства двухэтажного дома. На первом этапе план корректируется и адаптируется под конкретный коттедж или дачный участок.

Если за основу была выбрана самотечная схема теплоснабжения, то следует соблюдать следующие правила установки ее компонентов:

  1. Обязательный уклон трубы.В подающей линии уклон осуществляется от котла, в обратной — к нему. В среднем уклон должен составлять 5-10 мм на 1 погонный метр.
  2. Диаметр трубопроводов. Для самотечной системы рекомендуется выбирать трубы большого сечения – около 40 мм. Так можно уменьшить влияние трения воды о внутреннюю поверхность магистралей на циркуляцию.
  3. Крепление должно располагаться на расстоянии 60-70 мм друг от друга.

Для контроля степени нагрева теплоносителя на ответственных участках трубопровода устанавливаются датчики температуры.В системе обязательно должен быть узел добавления охлаждающей жидкости. Чаще всего это делается через расширительный бачок, расположенный в самой высокой точке контура.

В теплоснабжении с принудительной циркуляцией особое внимание уделяется подбору дополнительных компонентов. Помимо труб, радиаторов и котла в контуре теплоснабжения должны присутствовать следующие компоненты:

  1. Расширительный бак. Устанавливается перед входом обратной линии в котел.
  2. Группа безопасности, включая воздухоотводчик, дренажный клапан и манометр. Он монтируется на линии подачи.
  3. Правильная обвязка радиаторов — установка термостатов и кранов Маевского.

Для системы с принудительной циркуляцией чаще всего выбирают двухтрубную или коллекторную обвязку. Однотрубная схема будет неэффективной, так как не сможет обеспечить оптимальные показатели обогрева радиаторов.

Проектирование коллекторного отопления – сложная задача.В этом случае составить схему и подобрать комплектующие самостоятельно очень сложно. Поэтому лучше всего доверить эту работу специализированным компаниям.

Для коллекторной системы теплоснабжения в обвязке каждого коллектора должен быть установлен циркуляционный насос.

Альтернативные варианты отопления двухэтажного дома

В некоторых случаях установка водяного отопления невозможна или нецелесообразна. В настоящее время возможно сделать другой вид теплоснабжения в 2-х этажном доме с использованием альтернативных источников тепловой энергии.

Наиболее эффективным считается геотермальное отопление. При правильной организации она практически не зависит от внешних погодных условий. Если помимо отопления 2-х этажного частного дома вам необходимо сделать своими руками и систему горячего водоснабжения – установите солнечные коллекторы.

Зимой их эффективность низкая. Поэтому солнечные коллекторы работают только вместе с основной системой отопления частного двухэтажного дома. Преимуществом такой схемы является возможность использования ее для подогрева технической воды в летний период.

Еще один вариант – установить систему пленочного электрообогрева. Принцип его работы основан на резистивном эффекте — при прохождении тока через углеродные полоски генерируются ИК-волны. Они, в свою очередь, нагревают поверхность предметов, попавших в зону действия ПЛЭН. Однако обязательным условием для такой системы является хорошая теплоизоляция здания. Максимально возможная мощность схемы около 220 Вт/м². Поэтому потери тепла в доме должны быть минимальными.

Все они отличаются высокой стоимостью комплектующих компонентов. Поэтому чаще всего используются традиционные системы теплоснабжения 2-х этажного частного дома с газовыми или твердотопливными котлами.

В видеоматериале показан пример коллекторного отопления 2-х этажного дома.

Коллекторная система отопления многоэтажного дома. Коллекторный вариант отопления

Пожалуй, коллекторная система отопления является самым эффективным способом отопления любого дома, независимо от этажности и комнат.Такую схему часто называют радиальной, так как она, в отличие от других систем отопления, имеет довольно сложную (на первый взгляд) разводку, состоящую из нескольких отдельных нитей (лучей), хотя и может быть смонтирована самостоятельно, если знать принцип работы контура. .

Что это такое, какие преимущества дает — этот и другие вопросы подробно обсуждаем и разбираемся в этой статье.

Но сначала уточним определения. Для отопления жилых домов используются различные схемы, поэтому неспециалисту в этой сфере сложно понять суть дела, если оперировать только спец/терминами.

Что такое коллекционер? Этим словом обозначают различные технические изделия. В случае с системой отопления это устройство, регулирующее объем теплоносителя, поступающего в ту или иную нить контура.

   Недостатком других схем обогрева является неравномерность прогрева радиаторов по всей длине трассы, неоправданные потери тепла и ряд других. Но главный недостаток – это отсутствие возможности изменения степени нагрева батарей (а в некоторых случаях и полного их отключения) без вмешательства в работу котельного оборудования, то есть изменения режима работы батареи. .

Сразу стоит отметить, что использование коллекторов не является чем-то особенным. Использование таких теплотехнических устройств может быть сложным, вне зависимости от того, на какую цепь монтируется присоединяемый контур.


Устройство коллектора отопления

Это легко понять, если рассмотреть самую простую модификацию изделия.

Как видно из рисунка, к такому коллектору можно подключить только 2 отопительных контура.


Более сложные варианты.Например, для 3-х отдельных «потоков».


Недостатком данных клапанов является невозможность регулирования подачи теплоносителя в каждый контур. Поэтому для жилого строения, в котором имеется ряд разнотипных помещений, в которых необходимо поддерживать разную температуру, целесообразно использовать более совершенные модификации резервуара. На рисунках показаны некоторые варианты этого инженерного решения.


На фото ниже — коллектор со встроенными расходомерами.


Принцип работы резервуара

К нему подводится теплоноситель, который по системе труб подается от котла. Устройство имеет несколько патрубков, которые являются входами и выходами для подключаемых цепей. Это обеспечивает их независимую подачу (развязку) тепловой энергии, что позволяет измерять (регулировать) ее единым потоком.


Схемы отопления (опции)

Какие отопительные приборы подключать, их тип и количество, расположение коллекторов – это определяется еще на этапе проектирования всей системы отопления.Здесь нет единой рекомендации. Что касается конструкции в 2 этажа, то можно поставить либо 1 «многоканальный» коллектор, либо 2 — 3 менее функциональных. Конкретная схема выбирается исходя из количества комнат и потребителей тепловой энергии.

В упрощенном виде для большей наглядности можно представить так:


Порядок расположения и это уже отдельные вопросы. Схема сбора позволяет оборудовать систему различных типов и любой конфигурации.Например, с обогревом подсобного строения (теплицы), с теплыми полами.


Преимуществом коллекторных систем является возможность регулировать степень обогрева каждого помещения индивидуально. Это позволяет не только снизить общие затраты на отопление, но и сделать проживание в доме более комфортным. Например, поддерживать температуру в жилых помещениях на уровне 24°С, а в подсобных помещениях — несколько ниже. Что касается помещений на первом этаже, которые используются как кладовые, то ее можно снизить до +5 ºС во избежание промерзания стен.

Недостатком коллекторной системы отопления является высокая стоимость монтажа. Ведь если проложить несколько отдельных ниток, то увеличивается расход труб и материалов (утеплитель, герметик и т.д.).

Основной проблемой системы отопления большого дома является быстрое остывание теплоносителя. Это характерно для классических однотрубных и двухтрубных систем. Их альтернатива – правильно спроектированная коллекторная система отопления дома своими руками: схемы, узлы, группы.

Монтаж коллекторной системы отопления

Для начала нужно определиться — нужна ли вам коллекторная система для нагрева воды? Его применяют только в тех случаях, когда скорость охлаждения теплоносителя в трубах по классической схеме будет критической или в больших домах. Основное отличие заключается в разделении системы на несколько контуров отопления, работающих независимо друг от друга.

Несмотря на положительную сторону, сделать правильное коллекторное отопление своими руками будет проблематично.Поэтому перед выбором конкретной схемы (или ее состава) необходимо учитывать несколько важных факторов актуальности установки:

  • Большая площадь дома . Для равномерного теплораспределения необходимо сделать несколько контуров отопления;
  • Неэффективный монтаж тройника . Это может повлиять на гидравлическое распределение по всей системе отопления;
  • Необходимость отключения отопления отдельных помещений .Это один из способов оптимизации затрат на электроэнергию.

Учитывая эти факторы, коллекторное отопление двухэтажного дома является наиболее оптимальным способом организации автономного теплоснабжения.

Если при расчете по типовой схеме разница между температурами в подающем и обратном трубопроводе более 25°С – это первый признак необходимости монтажа системы отопления частного дома.

Состав коллекторной системы отопления


На первом этапе необходимо ознакомиться с принципом проектирования автономного теплоснабжения.Простейшая схема коллекторного отопления состоит из одного распределительного узла, к которому подключаются отдельные магистрали системы.

В состав входят стандартные компоненты — котел, циркуляционный насос, расширительный бак и группа безопасности. Коллекторный блок устанавливается непосредственно рядом с котлом и состоит из двух элементов:

  • Ввод . Он подключается к подающей трубе от отопительного прибора и распределяет горячий теплоноситель по контурам;
  • Выход .К нему ведут обратные патрубки от отдельных магистралей. Необходимо собрать остывшую воду и направить ее в котел для дальнейшего нагрева.

Комплексные коллекторные группы для отопления комплектуются устройствами регулирования объема подачи теплоносителя — термоголовками (входными) и механическими ограничителями на выходе.

Лучше всего приобретать коллекторы заводского производства. Так как они рассчитаны на определенные параметры нагрева.


Этот принцип используется для организации теплоснабжения одноэтажного частного дома, где мощности циркуляционного насоса будет достаточно для обеспечения нормального давления в трубах.Для двухэтажного дома можно установить две группы коллекторов для отопления. Один из них будет предназначен для разводки по отдельным контурам, а второй служит основной составляющей водяного теплого пола.

Для такой схемы необходимо рассчитать параметры каждого контура. Чаще всего возникает необходимость установки следующих дополнительных компонентов:

  • Циркуляционные насосы для каждого контура;
  • Смесительный узел. Необходимо регулировать температуру охлаждающей жидкости в бачке.Канал соединяет прямую и обратную трубы и с помощью регулирующего устройства (двух- или трехходового клапана) смешиваются потоки с разной степенью нагрева.

Традиционная схема коллекторного отопления двухэтажного дома включает распределительные узлы на первом и втором уровнях. Но все зависит от общей площади помещений и, как следствие, от протяженности отдельных магистралей.

Также необходимо учитывать теплоотдачу и оптимальный тепловой режим в каждом помещении.

Все коллекторы, расположенные в жилых помещениях, должны быть установлены в специальных закрытых боксах.

Коллекторное отопление дома своими руками


Сложно изготовить и установить систему отопления такого типа своими руками? Следует помнить, что он намного сложнее однотрубного или двухтрубного. Основная сложность заключается в точных расчетах каждого узла коллектора для отопления.

Если отопление коллекторного типа предназначено для дома с большой площадью и рядом отдельных магистралей — рекомендуется установка распределительного коллектора с функцией гидрокомпенсатора.Его отличие от стандартного заключается в соединении подающего и обратного коллектора с помощью патрубков. Его установка дает следующие преимущества:

  • Предотвращает возникновение гидравлических ударов;
  • Компенсирует перепад давления из-за теплового расширения теплоносителя в подающем трубопроводе;
  • Автоматическое смешивание потоков воды и как следствие — снижение энергозатрат.


Гребенка данного типа монтируется в коллекторную систему водяного отопления после группы безопасности.Он должен располагаться рядом с котлом. Если в системе есть дополнительные узлы распределения — они не должны быть сообщающимися. Их конструкция аналогична для теплого пола в коллекторном отоплении частного дома.

Часто именно на них устанавливаются группы автоматического регулирования расхода теплоносителя. В сложных схемах коллекторного отопления центральная гребенка комплектуется только циркуляционными насосами и запорной арматурой на каждый контур.

Установка дополнительных точек раздачи необходима для того, чтобы каждый контур имел примерно одинаковую протяженность.

Расчет коллекторного отопления


При выполнении предварительного расчета параметров коллекторного отопления своими руками необходимо учитывать пропускную способность трубы от котла и общий объем теплоносителя. Важно, чтобы количество воды, выходящей из теплообменника котла, было равно количеству поступающей воды. Таким образом можно добиться равномерного теплораспределения в коллекторном отоплении двухэтажного дома.

Также важно поддерживать гидравлический баланс системы. На практике для выполнения расчета рекомендуется использовать специальное программное обеспечение. А вот для небольших коллекторных групп на отопление можно выполнить расчеты геометрических размеров гребенки самостоятельно. Для этого следует соблюдать два основных правила:

  • Диаметр впускного коллектора должен быть равен сумме поперечных сечений для каждого контура;
  • В однокорпусном коллекторе расстояние между входной и выходной группой должно быть 6 диаметров трубы.Сечение корпуса гребенки равно 3D.

Это общий принцип расчета для отопления коллекторного типа. Он может варьироваться в зависимости от индивидуальных особенностей системы.

Мощность циркуляционных насосов для каждого контура отопления рассчитывается индивидуально в зависимости от длины и количества теплоносителя в них.

Изготовление коллектора отопления


Для большей надежности главный распределительный коллектор в водяной коллекторной системе отопления должен быть выполнен из металла.Для этого могут использоваться трубы как квадратного, так и круглого сечения. Первые предпочтительнее, так как установка форсунок в них намного проще.

Для этого вам понадобятся следующие инструменты и материалы:

  • Труба основного тепла коллекторного теплового пункта. Его размеры должны соответствовать расчетным;
  • Ниппели для распределения СОЖ по контурам. Изготавливаются из труб круглого сечения диаметром от 16 до 25 мм в зависимости от параметров системы;
  • Клапаны запорные — краны шаровые на каждый контур;
  • Инструменты: сварочный аппарат, УШМ (болгарка), рулетка, уровень.

Сначала изготавливается вручную основной корпус гребенки для коллекторного отопления. На его поверхности сварочным аппаратом проделайте сквозные отверстия, в которые будут устанавливаться ниппели. Затем их сваривают, и проверяют целостность всей системы. Для этого нужно смоделировать работу системы. Выходные трубы герметизируются, а вход будущего коллекторного отопления частного дома подключается к водопроводу. С помощью манометров устанавливается режим работы системы и визуально проверяется отсутствие протечек в конструкции.Следующим шагом является постепенное увеличение давления до максимального расчетного. Только после проведения таких испытаний можно устанавливать коллекторные группы в систему отопления.

Лучше всего использовать трубы с толщиной стенки 1 мм. Для продолжительной эксплуатации рекомендуется покрасить поверхность коллектора специальной краской.

Готовые конструкции коллекторного отопления

Оптимальный вариант для организации сбора больших двухэтажных домов – приобретение сборных гребенок.Они отличаются от самодельных большей надежностью и точными характеристиками, что немаловажно в любой системе.

Однако следует учитывать их высокую стоимость. Он напрямую зависит от количества подключаемых контуров, диаметров входных патрубков и геометрических размеров коллектора.

Установка данных компонентов в контур отопления коллекторного типа двухэтажного дома поможет оптимизировать работу всей системы. Наряду с этим необходимо учитывать возможные потери тепла, так как гребенка имеет относительно большую площадь.Чтобы их минимизировать, рекомендуется утеплить поверхность минеральной ватой.

В видео можно посмотреть инструкцию по изготовлению коллектора из полипропиленовых труб:

Особенность коллекторного отопления в том, что каждый отопительный прибор подключается к системе отопления индивидуально. При таком подключении можно регулировать температуру каждого радиатора, можно включать и выключать их по отдельности. Коллектор (гребенка) в этой схеме является ключевым узлом. Это отрезок толстой трубы, имеющий один вход и несколько выходов.К выходам подключены небольшие цепи, нагрев которых можно регулировать. Если малая цепь состоит из нескольких нагревателей, то они уже включаются последовательно.

Преимущества коллекторного отопления: независимо и централизованно можно управлять каждым элементом или группой элементов системы отопления. Поскольку каждая ветвь от коллектора питает один или несколько радиаторов, используются трубы небольшого диаметра, которые можно спрятать в стяжке.

Недостатки тоже есть: при большом расходе труб скрытые в полу трубы не должны иметь соединений, так как соединения являются возможными местами утечки теплоносителя.Если трубы не спрятать, то из-за их большого количества портится эстетический вид комнат.

Коллекторное отопление для загородного дома

Коллекторное отопление представляет собой систему, в которой проводка проложена под полом. Как правило, изготавливается из металлопластиковых труб, которые легко гнутся и не имеют стыков.

Преимущества такой разводки
1. Нижнее подключение радиаторов, благодаря чему все трубы проходят под полом.
2.К каждому радиатору подходит теплоноситель с одинаковой температурой, так как движение происходит от одного коллектора.
  3. Установка термоголовки позволяет в каждой комнате поддерживать разную температуру благодаря панели с настройками.
4. Возможна прокладка труб с первого этажа на второй.
5. Коллектор может иметь до 12 выходов и входов.

Примечательно, что пол (под которым размещаются трубы) может быть, как залитым бетоном, так и из паркета.Трубы можно располагать в хаотичном порядке, главное не забыть, где они расположены (чтобы при монтаже пола не сломать их шурупами).

Общие принципы

Коллекторное отопление — система отопления, в которой теплоноситель подается к каждому отопительному прибору или небольшой группе приборов по индивидуальному контуру, причем все контуры подключены к двум общим коллекторам: подающему и приемному .
Коллектор-распределитель охлаждающей жидкости по контурам.Представляет собой короткий участок трубопровода относительно большого диаметра с группой изгибов. Каждая из них является подающей или обраткой личного контура отопителя. В подающий коллектор врезаются только подводящие линии контуров. В обратном порядке — только наоборот. Сами коллекторы подключаются к соответствующим линиям источника тепла. Как правило, источником тепла является водогрейный котел.

Коллекторный способ разводки предназначен в первую очередь для организации системы отопления загородного дома и других частных домовладений.Строительство такой системы в многоквартирном доме с централизованной системой отопления невозможно ввиду отсутствия в отдельно взятой квартире единственного достаточно мощного источника тепла. Распределение тепла от одного селективного стояка по всем комнатам приведет к тому, что все остальные квартиры не будут получать одинаковое количество тепла по одному и тому же стояку. Его может не хватить даже на квартиру, в которой переделывается система отопления. Внесение подобных изменений в систему централизованного отопления просто запрещено и грозит крупными штрафами и приведением электропроводки в исходное состояние за счет собственника жилого помещения.

Исключением являются новейшие новостройки, многие из которых имеют централизованную систему отопления в квартире в виде единой точки подключения, а помещения сдаются в аренду без выполнения отделочных работ. В таких квартирах может быть выполнена любая разводка системы отопления, в том числе и коллекторного типа. Но и в этих условиях сборка проводки коллекторного типа возможна только с учетом выполнения специальных мероприятий.

Коллекторный тип разводки применим не только в одноэтажном строительстве.Если в загородном доме 2 или 3 этажа, на каждом этаже здания располагается своя коллекторная группа, а по стоякам теплоноситель подается от общего котла. При наличии в квартире автономного отопления ничто не мешает использовать коллекторный тип разводки.

Конструктивное исполнение

Разводка коллектора выполняется перед началом отделочных работ перед заливкой бетонного пола перекрытий. По траектории, максимально приближенной к прямой, трубы подводят в толще пола к отдельным отопительным приборам или их группам.Пучки труб расходятся от единого центра наподобие лучей, поэтому такой вид разводки еще называют балочным.

Оптимальная группа коллекторов для размещения в центральной части этажа . Его размещают во встроенной стене или накладном шкафу. От него вниз к полу будет проложено столько пар труб, сколько будет контуров. Центральное размещение уменьшает длину контуров и позволяет сделать их длину примерно одинаковой.

Каждый контур подключается к группе коллекторов через свой запорный вентиль.Это дает возможность в любой момент снять часть устройств, не затрагивая другие цепи. Контуры могут поставляться регулирующими клапанами с ручным или автоматическим управлением.  Автоматические регулирующие клапаны с сервоприводом управляются по сигналам датчиков температуры теплоносителя или воздуха в помещении.

Коллекторная разводка всегда выполняется с принудительной циркуляцией теплоносителя. Для простых систем с небольшой длиной и примерно равными гидравлическими сопротивлениями контуров достаточна циркуляция, обеспечиваемая насосом котла.Также могут применяться системы, когда часть контуров прокачивается насосом котла, а часть имеет собственную циркуляцию. Так, для радиаторных контуров отопления обычно достаточно напора насоса котла, а контуры водяных теплых полов из-за гораздо большего гидравлического сопротивления без собственной циркуляции будут голодать, так как теплоноситель пойдет по пути наименьшего сопротивления- по контурам радиатора. Контур, оснащенный циркуляционной, запорной и регулирующей арматурой, функционирует как отдельная система.

Ввиду своей специфической геометрии, при опускании труб в стяжку пола они поднимаются к радиаторам, разводка коллектора склонна к образованию воздушных пробок. Установка воздухоотводчиков в таких системах обязательна. На каждый радиатор и на коллекторы устанавливаются ручные или автоматические воздухоотводчики.

Протяженность контуров более 60 м не требуется.   Особенно при устройстве теплых полов. В противном случае перепад температуры и гидравлическое сопротивление в контуре будут слишком высокими.По умолчанию расход труб на теплый пол на 1 м отапливаемой площади составляет 5 м трубы. Это значит, что один контур способен отапливать 12 кв.м. секс. Когда необходимо отапливать большую площадь пола в одном помещении, его нужно разделить на сектора, каждый из которых будет обогреваться своим контуром. При правильном расчете и грамотном исполнении становится возможным полностью отказаться от радиаторного отопления.

Наряду с чисто коллекторной разводкой часто применяют смешанную схему.Вся система отопления разделена на несколько контуров. В пределах одной цепи устройства подключаются традиционными способами, последовательно при однотрубной схеме или параллельно при двухтрубной системе.

Коллекторная группа

Коллекторы заводского изготовления поставляются с возможностью подключения от 2 до 12 контуров. Подающий и обратный коллекторы расположены на монтажных рейках, прикрепленных к стене.

В состав коллекторной группы, помимо самих гребенок, в зависимости от назначения, могут входить:
дополнительные коллекторы для питания радиаторных цепей;
расходомеры;
 клапаны автоматические регулирующие;
Фитинги обжимные для присоединения к контурам трубопроводов;
циркуляционный насос;
смесительный узел;
 Тир;
Клапан трехходовой с сервоприводом и датчиком температуры;
вентиляционное отверстие;
запорная арматура;
термометр;
манометр;
  сливной кран.

Коллекторы питания радиаторных контуров устанавливаются на входе коллекторов контуров теплых полов до трехходового клапана. Циркуляция в контурах радиаторов обеспечивается насосом котла.

Расходомеры могут быть установлены на каждом выходе подающего коллектора. Этот прибор показывает расход теплоносителя по определенному контуру в литрах в минуту. Он позволяет установить требуемый расход в номинальном режиме.

Автоматические клапаны, установленные на обратном коллекторе, останавливают циркуляцию в контуре при достижении заданной температуры и возобновляют ее при снижении температуры.
Для подключения к цепям на коллекторах предусмотрены евроконусные выходы 1/2 или 3/4 дюйма.

Коллекторные агрегаты, предназначенные для питания контуров теплых полов, часто снабжаются общим циркуляционным насосом. В этой схеме насос перекачивает теплоноситель из коллектора обратки в подачу.

Клапан трехходовой с сервоприводом регулирует подачу горячей воды от котла к циркуляционному насосу коллекторной группы в зависимости от температуры воды в обратном коллекторе.Байпасный выход трехходового клапана соединяет подачу и обратку котла напрямую, минуя коллекторы теплых полов.

Трубы для распределительных коллекторов

К трубам, укладываемым в стяжку пола, предъявляются те же требования, что и к трубам водяных теплых полов. Весь участок контура, залитый бетоном, должен быть выполнен из цельного куска трубы. Суставы не допускаются. Каждое соединение является потенциальной утечкой. Их удаление потребует демонтажа напольного покрытия и бетонной плиты.Поэтому для коллекторной разводки подходят только трубы, подведенные в бухты большого метража.

Труба должна быть достаточно прочной, чтобы выдерживать контакт с бетоном, и легко гнуться по дуге, сохраняя сквозное сечение. Удобно, когда изогнутая труба удерживает пресс-форму после снятия изгибающей нагрузки.

Трубопроводы должны контактировать с горячим теплоносителем и поддерживать его избыточное давление. В загородных домах, где источником тепла является собственный газовый котел, теплоноситель подается к радиаторам с температурой около 60°С и избыточным давлением 1.5 бар. Для теплых полов температура теплоносителя должна быть до 40°С. При использовании твердотопливных котлов часто наблюдаются отклонения от номинальных режимов.   Это следует учитывать при выборе труб для разводки коллектора.

В каждый контур подключается только один или небольшая группа отопительных приборов, поэтому труба большого диаметра здесь не требуется.
Для разводки контуров в коллекторных системах отопления загородных домов и квартир с автономным отоплением трубы из полиэтилена молекулярного сшивания, армированные алюминиевой фольгой .Трубы PEX-Al-PEX имеют допустимую рабочую температуру 95°C и давление до 10 бар. Трубы наиболее ходового размера имеют наружный диаметр 16 мм и внутренний диаметр 12 мм. Они поставляются в бухтах по 200 м. Они легко гнутся с достаточно небольшим радиусом. В согнутом состоянии они не теряют форму. Производители гарантируют срок службы таких труб 30-50 лет. Эти трубы, в зависимости от фирмы производителя, предлагаются по цене 1-2 доллара за погонный метр.Соединение этих труб с радиаторами и коллекторной группой осуществляется компрессионными фитингами.

Для прямого подключения коллекторной разводки к централизованной системе отопления следует применять трубы с большим запасом прочности. На параметры таких систем повлиять нельзя, и роль человеческого фактора нельзя недооценивать. Гофрированная трубка из нержавеющей стали выдерживает температуру до 400 °C и рабочее давление до 15 бар. Это позволяет кратковременно увеличить давление до 60 бар.Эти трубы можно сгибать вручную с радиусом изгиба 50 мм. Срок службы не ограничен. Труба с номинальным внутренним диаметром 15 мм поставляется в бухтах по 50 м и предлагается по цене от 5 до 10 долларов за метр. Для соединения нержавеющих труб также используются обжимные фитинги. Открытая часть такой трубы требует бережного обращения. Если подсоединять такую ​​трубу к радиатору при каждой чистке щеткой пылесосом, труба со временем порвется. Металлопластик в этом плане прочнее.Нержавеющая гофрированная труба больше подходит для устройства теплых полов. При этой операции труба защищена от периодических воздействий, а ее расход на погонный метр отапливаемой площади меньше, чем у пластиковой поверхности, так как ее теплопроводность значительно выше.

Аналогичные характеристики имеют медные трубы для теплого пола. Медные трубы считаются практически вечными. Они соединяются с приборами и коллекторами компрессионными фитингами или пайкой.Для укладки в стяжку лучше использовать медные трубы с полимерным покрытием. При использовании таких труб необходимо учитывать, что во избежание электролитической коррозии не допускается непосредственный контакт меди со сталью. Медные трубы диаметром 15 мм стоят от 5 долларов за погонный метр.

Трубы в стяжке перед заливкой бетоном можно крепить разными способами. Самый простой способ укладки – крепление пластиковыми хомутами к арматурному стержню. При отсутствии армирования возможны варианты.Если пол под стяжкой утеплен пенополистиролом, трубы крепятся к утеплителю забивными хомутами. При выполнении стяжки непосредственно на плите необходимо использовать кляммеры со шпилькой, ввернутой в пластиковую пробку. Перфоратором сверлятся отверстия для установки этих хомутов. Хомуты любого типа устанавливаются через 300-400 мм и на изгибы труб.

Трубы коллекторной разводки, не участвующие в устройстве теплых полов, изолируются.Для этого используют оболочки из вспененного полиэтилена.

Перепускной клапан и стрелок

При наличии в контурах собственной циркуляции или автоматического регулирования их суммарное гидравлическое сопротивление или расход теплоносителя могут изменяться в широких пределах. Автоматика котла этого не учитывает. Для того, чтобы насос котла и контурные насосы работали долго и без аварий, используются специальные разгрузочные элементы. Рассмотрим возможные ситуации.

Электронная логика работы регулирующих клапанов одного или нескольких контуров определяет, что пора уменьшить или полностью прекратить расход теплоносителя по контуру.Электроника котла, даже если и способна регулировать подачу насоса, ничего об этом не знает. Насос котла продолжает качать воду. Это приводит к его перегреву, разгерметизации соединений и другим нехорошим последствиям.

Чтобы этого не произошло, на месте подключения коллектора к подаче и обратке котла необходимо установить перепускной клапан. Если давление превышает установленное значение на входе в напорный коллектор, клапан открывается и начинает подавать воду на выход обратного коллектора.Циркуляция происходит по малому кругу только по магистральным линиям до коллекторов.

Перепускной клапан устанавливается как можно ближе к коллекторам для снижения инерционности системы и обеспечения нормальной работы разомкнутых контуров. Когда теплоноситель в контурах остынет, и регулировочная арматура начнет открываться, горячая вода пойдет в контуры сразу, а не после того, как вся остывшая в магистралях вода сойдет. Большой перепад температуры теплоносителя вреден, как для самого котла, так и для других элементов системы.

При наличии собственной циркуляции во всех контурах системы возможна другая ситуация. Расход теплоносителя в контурах может превышать его расход через котел. В результате повышается давление в обратном коллекторе и в самих контурах до циркуляционных насосов. Это снижает долговечность оборудования, грозит протечками и так далее. Получается, что нужен еще один перепускной клапан, который способен циркулировать воду в обратном направлении относительно первого направления.

Даже при правильной работе этих клапанов в разных частях системы в разы будет создаваться повышенное давление. На практике они даются легче. Вместо двух клапанов устанавливается участок трубопровода большого сечения, соединяющий вход подающего коллектора и выход обратного коллектора. Теплоноситель в зависимости от установившегося в данный момент перепада давления в системе свободно течет в ту или иную сторону. Этот участок трубопровода называется гидрострелкой.

Малый расход жидкости в гидропушке позволил оснастить ее дополнительными функциями. Такой участок трубопровода размещают вертикально. В верхней части пушки установлен автоматический воздухоотводчик, а в нижней части — клапан для слива пульпы. Для интенсификации процессов разделения воздуха и шлама внутри маневровых двигателей на пути потоков жидкости ставится механическая решетка.

Некоторые монтажники выносят насос котла, и циркуляция обеспечивается только насосами контуров.В этом случае насос котла устанавливается в один из контуров. Вот и стараются обойтись без водяного пистолета и перепускного клапана. Но проблему высокого давления в обратном контуре это не решает. К тому же производить такие манипуляции с новым гарантийным оборудованием — занятие сомнительное.

Оставить комментарий

В настоящее время особенно популярны проекты, в которых в системах теплоснабжения коттеджей используются коллекторные системы отопления. Такая разводка еще называется коллекторно-лучевой и является наиболее предпочтительным вариантом среди всех видов разводки.

Разберемся, по каким общим принципам работает система, какая схема наиболее выгодна при проектировании и монтаже, какие материалы лучше использовать.

Определения

Коллектор (гребенка) — вид сантехнической арматуры, распределяющей теплоноситель по контурам потребителей. Проще говоря, это отрезок толстой трубы, который имеет один вход и несколько выходов. Его появлению способствовало усложнение систем отопления, распространение напольного покрытия и лучистой радиаторной разводки, увеличение количества точек потребления тепла в доме.

Коллектор отопления. Нажмите на фото, чтобы увеличить.

Теплоноситель поступает по магистральному трубопроводу из котельной в напольные коллекторы. Имеют количество входов/выходов, которое соответствует количеству потребителей тепловой энергии (радиаторов, конвекторов и т.п.) на этаже.
  В отличие от последовательного подключения (с помощью тройников), коллекторная система отопления отличается независимым подключением к каждому нагревателю. Такая схема позволяет при необходимости управлять температурным режимом каждого радиатора, позволяя отключать его, не затрагивая другие тепловые приборы.Для этого каждый выход коллектора снабжен своим запорным вентилем.

Возможна смешанная разводка, когда к коллектору подключено несколько небольших контуров с независимым управлением. При этом внутри каждого контура применяется последовательная система подключения отопительных приборов. С коллектором схема отопления упрощается, позволяя отказаться от уплотнений, дополнительной запорной и регулирующей арматуры. Используя коллекторы и коллекторные узлы, можно значительно сократить расходы при проектировании, монтаже и наладке системы отопления.

Плюсы и минусы коллективного отопления

В последнее время система отопления загородного дома часто монтируется по схеме коллекторно-этажной разводки или представляет собой ее сочетание с однотрубными и двухтрубными системами. Коллекторы отличаются как положительными, так и отрицательными качествами.

Преимущества

Основными преимуществами коллекторной схемы являются удобство эксплуатации и управления системами данного типа. Применение коллектора приводит к тому, что:

Возможно централизованное управление каждым элементом отдельного контура независимо от других контурных систем.Из одной точки дома вы меняете температуру или полностью отключаете прибор или группу обогревателей в одной комнате по своему выбору. А вот в других комнатах дома температура не меняется.

Поскольку каждый контур от коллектора питает только один или несколько радиаторов в доме, диаметр контурной трубы может быть небольшим. Укладка труб укладывается по прямой в стяжку между нагревателем и коллектором.

При необходимости разводка коллектора позволяет сформировать несколько контуров с разными параметрами нагрева (падением давления и температурой).Для этого используется так называемая «гидропушка» — разновидность резервуара, представляющая собой большую емкость с несколькими насадками.

Соединяет и разделяет потоки теплоносителя, обеспечивая независимость для каждого контура циркуляции. Задача гидропушки — исключить ее гидравлические влияния на работу других при работе одного контура. При этом от первого контура ко второму должна передаваться теплота.

Два контура можно соединить более простым и дешевым способом, но в этом случае независимо друг от друга каждый из них будет практически невозможен.

недостатки


Коллекторная система отопления. Нажмите на фото, чтобы увеличить.

Схема разводки коллектора предусматривает повышенный расход труб, который значительно превышает количество их при последовательном соединении. Разница в стоимости двух систем меняется в большую сторону с увеличением площади дома и сложности конфигурации помещений.

Традиционный одно- или без особых сложностей монтируется на стены.Такая схема балочного коллекторного отопления выглядит не очень эстетично.

Трубы в полу, которые укладываются в стяжку в качестве вкладыша, должны быть цельными. Любое сварное или резьбовое соединение является потенциальной протечкой. Это следует учитывать при монтаже проводки, ведь вскрытие монолитного бетона для устранения протечки обойдется впоследствии слишком дорого.

Контур будет иметь большое общее гидравлическое сопротивление из-за использования труб малого диаметра. Необходима принудительная циркуляция.Система энергозависима, и любое отключение электроэнергии приведет к тому, что трубы в доме будут холодными при работающем котле.

Если в доме используется несколько независимых контуров отопления, необходимо будет установить по одному циркуляционному насосу на каждый контур. Это – дополнительные расходы при монтаже и эксплуатации коллекторной системы отопления.

Общие принципы проектирования

Единой инструкции по составлению рабочего проекта систем коллекторного отопления нет. В каждом отдельном случае отопительные приборы и оборудование подбираются индивидуально.Но каждому желающему будет полезно ознакомиться с несколькими общими советами.

Схема коллектора не для городской квартиры.

Исключением можно считать случаи, когда строители в новостройках дополнительно устанавливают в квартире одну пару вентилей, к которым можно подключить отопительный контур произвольной конфигурации. В этом случае коллекторная проводка надежно установлена. При общем стояке на все квартиры система сбора невозможна.

Допустим, в квартире несколько стояков и к каждому подключено по одному-два отопительных прибора. Вы хотите смонтировать общеколлекторную схему, и установить одну пару гребенок с разводкой тепла по всей квартире, отключив от всех остальных стояков. В результате вы получите большой перепад давления и температуру обратки на боковой панели. Это приведет к тому, что у соседей по стояку батареи в квартирах будет практически холодно. В результате неизбежен визит представителя ЖЭКа, который составит акт о незаконном изменении конфигурации системы отопления и обяжет произвести дорогостоящую переделку системы отопления.

Система должна быть смонтирована так, чтобы автоматический воздухоотводчик располагался непосредственно на коллекторах. Это лучший вариант, ведь рано или поздно в контуре через них будет проходить весь воздух.

Коллекторная система разводки имеет много особенностей, но некоторые из них характерны и для других типов систем отопления:

  1. Контур должен быть оборудован расширительным баком, объем которого должен превышать 10% от общего объема теплоносителя.
  2. Расширительный бак лучше ставить перед циркуляционным насосом, на «реверсе», по ходу воды. При использовании гидропушки схема должна быть рассчитана так, чтобы бак устанавливался перед основным насосом, обеспечивающим циркуляцию воды в малом контуре.
  3. Выбор места установки циркуляционных насосов в каждом контуре не принципиален, но лучше их устанавливать на обратке. Там меньше рабочая температура. Установите насос так, чтобы вал располагался горизонтально.Иначе при первом пузырьке воздуха устройство останется без смазки и охлаждения.

Выбор трубы

Чтобы определить, на какие трубы монтируется коллекторная система отопления, необходимо разобраться в специфике коллекторной разводки. Давайте вспомним, что может повлиять на наш выбор.

Тепло в доме — залог комфорта. Коллектор отопления, установленный в системе отопления частного дома, значительно повышает ее ремонтопригодность, позволяя производить замену и демонтаж любого компонента без отключения всего отопительного контура.

Коллекторное отопление можно использовать как в загородных коттеджах, так и в квартирах многоэтажных жилых домов. Коллекторная разводка устанавливается в домах, где для обогрева одних помещений используются теплые полы, а другие отапливаются традиционными средствами отопления – радиаторами или конвекторами.

Для блока распределения монтируется специальный шкаф или коробка. Обеспечивает легкий доступ к оборудованию во время работы.

Недостатки и преимущества

Коллекторная система отопления имеет несколько более высокую стоимость по сравнению с однотрубной или двухтрубной схемами из-за необходимости приобретения и установки дополнительного оборудования и увеличения общей протяженности трубопроводов в доме.Однако в целом трудоемкость монтажа увеличивается незначительно и компенсируется удобством эксплуатации.


Простота конструкции позволяет установить распределительный центр своими руками. Установленные в доме или квартире коллекторы позволяют отдельно регулировать параметры отопления в каждой комнате или кольцевом контуре. Гребенка с запорной арматурой на арматуре значительно снижает ущерб от протечек и упрощает ремонт.

Данная схема выгодно отличается от большинства систем отопления, хотя они и дешевле, но требуют перекрытия всего стояка или всего участка трубопровода, нарушая микроклимат помещения, а иногда и всего дома. Использование коллекторов позволяет создать отдельную кольцевую схему для каждого этажа дома или группы отопительных приборов.

Конструктивные особенности

Конструктивно коллектор для отопления представляет собой металлическую трубу увеличенного по сравнению с циркуляционными трубопроводами диаметра.Он имеет группу сквозных отверстий, к каждому из которых приварены резьбовые штуцеры, каждое из которых обслуживает отдельный отопительный прибор или контур.

Как правило, устройство имеет один входной штуцер в конце трубы и некоторое количество выходных, включая второй конец трубы. Для удобства размещения узла в корпусе и схемы соединения трубопроводов коллектор может быть собран из двух и более гребенок.


Конструкция типового коллектора отопления предусматривает наличие двух одинаковых элементов, скрепляемых при помощи соединительных скоб.Одна гребенка предназначена для распределения потока теплоносителя на отопительные приборы, а другая служит для отвода его в общий трубопровод.

Для рационального использования площади гребенки, входящие в коллекторы отопления, могут быть установлены под углом друг к другу и соединены комплектами фитингов, либо труб из полипропилена или металлопластика.

Коллектор распределительный обеспечивает подключение к резьбовым соединениям различной трубопроводной арматуры, диаметр резьбы которых совпадает с аналогичным параметром гребенчатого фитинга.Схема сборки может включать в себя подключение фильтров очистки, шаровых и регулирующих кранов, расходомеров и обратных клапанов.

Группа коллекторов

Вместе гребенки с установленными на них элементами трубопроводной арматуры называются коллекторной группой. Коллекторная группа может быть поставлена ​​заказчику в собранном и готовом к установке сборочном состоянии. Его легко установить владельцу частного дома в короткие сроки, используя только универсальный строительно-монтажный инструмент.


Изготовление коллектора своими руками

При наличии необходимых навыков и достаточного набора оборудования сборную группу для отопления можно собрать самостоятельно. Его удобно делать из трубы квадратного сечения. Для этого отрезаются два отрезка необходимой длины, затем вырезается круглая металлическая труба, делается разметка и вырезаются соответствующие отверстия в магистральных трубах. Затем конструкция собирается, а стыки свариваются сваркой.После сборки швы зачищаются и изделие окрашивается.


Пример самодельного узла.

Узел, изготовленный в домашней мастерской, перед соединением должен быть испытан на прочность и герметичность при повышенном давлении. После тестирования можно запускать смонтированную схему в работу. Но большое количество разъемных соединений значительно увеличивает риск протечек, поэтому предпочтение лучше отдать промышленным серийным образцам.

Монтаж коллекторов отопления

Распределительный коллектор систем водяного отопления может быть установлен вручную или с привлечением профессиональных сантехников, специализирующихся на монтаже и обслуживании систем отопления.Нужно только обратить внимание на жесткость крепления коллектора коллектора к основанию.

Монтаж агрегата можно производить на стене, в специальном шкафу или металлическом ящике, представляющем собой конструкцию из гнутого листового металла. В нем делаются специальные пробойники для отверстий для прохождения трубопроводов системы. Он может быть закрытого или открытого типа, если нет особых эстетических требований к помещению, где устанавливается коллекторная разводка.

Пассивное солнечное отопление | WBDG

Введение

На этой странице

ЭТА СТРАНИЦА ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

Пассивное солнечное отопление — это один из нескольких подходов к проектированию, которые в совокупности называются пассивным солнечным отоплением.При правильном сочетании эти стратегии могут способствовать обогреву, охлаждению и дневному освещению практически любого здания. Типы зданий, которые выигрывают от применения пассивного солнечного отопления, варьируются от казарм до крупных ремонтных сооружений.

Как правило, пассивное солнечное отопление включает:

  • Сбор солнечной энергии через правильно ориентированные окна, выходящие на юг.
  • Хранение этой энергии в «тепловой массе», состоящей из строительных материалов с высокой теплоемкостью, таких как бетонные плиты, кирпичные стены или плиточные полы.
  • Естественное распределение накопленной солнечной энергии обратно в жилое пространство, когда это необходимо, посредством механизмов естественной конвекции и излучения.
  • Спецификации окон для обеспечения более высокого коэффициента солнечного тепла при южном остеклении.

Пассивные системы солнечного отопления не имеют высокой первоначальной стоимости или длительного периода окупаемости, что характерно для многих активных систем солнечного отопления. Еще одним преимуществом пассивного солнечного отопления является повышенный комфорт пользователя.При правильном проектировании пассивные солнечные здания получаются яркими и солнечными и гармонируют с нюансами климата и природы. В результате меньше колебаний температуры, что приводит к более высокой степени стабильности температуры и тепловому комфорту. Предоставляя восхитительное место для жизни и работы, пассивные солнечные здания могут способствовать повышению удовлетворенности и производительности пользователей. Кроме того, пассивная солнечная конструкция не производит парниковых газов и замедляет истощение ископаемого топлива.

Есть несколько соображений по пассивному солнечному дизайну.Во-первых, для достижения максимальной эффективности система должна иметь максимальное воздействие солнечного света. Во-вторых, интенсивность солнечного света непостоянна, и система может перегружаться, что может неблагоприятно повлиять на определенные электроприборы, такие как кондиционеры и компьютеры. Однако с помощью опытных архитекторов и строителей, проектирующих пассивную солнечную энергию, пассивное солнечное проектирование стоит немногим больше, чем обычное проектирование зданий, и позволяет сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.

Лучше всего включить в здание пассивное солнечное отопление еще на этапе первоначального проектирования.Подход к зданию в целом оценивает его в контексте проектирования ограждающих конструкций (особенно окон), дневного освещения, а также систем отопления и охлаждения. Стратегии пассивного солнечного отопления обеспечивают дневное освещение и вид на улицу через удачно расположенные окна. Дизайн окон, и особенно выбор остекления, является решающим фактором для определения эффективности пассивного солнечного отопления. Пассивные солнечные функции, такие как дополнительные окна, выходящие на юг, дополнительная тепловая масса и свесы крыши, могут легко окупиться.В целом, пассивные солнечные здания часто менее дороги, если учитывать более низкие годовые затраты на энергию и техническое обслуживание в течение всего срока службы здания.

Этот обзор предназначен для предоставления конкретных сведений федеральным агентствам, рассматривающим технологии пассивного солнечного отопления в рамках нового строительного проекта или капитального ремонта.

Описание

Пассивные системы солнечного отопления используют компоненты здания для сбора, хранения и распределения солнечного тепла, чтобы снизить потребность в отоплении помещений.Пассивная солнечная система не требует использования механического оборудования, потому что поток тепла осуществляется естественными способами, такими как излучение, конвекция и теплопроводность, а аккумулирование тепла находится в самой конструкции.

Система пассивного солнечного отопления состоит из следующих ключевых компонентов, которые должны работать вместе, чтобы конструкция была успешной:

  • Отверстие (коллектор)
  • Абсорбер
  • Термическая масса
  • Распределение
  • Управление.

Пять ключевых элементов пассивного солнечного дизайна.

В системе пассивного солнечного отопления проем (коллектор) представляет собой большую площадь стекла (окна), через которую солнечный свет попадает в здание. Как правило, проемы должны быть обращены в пределах 30° к истинному югу и не должны быть затенены другими зданиями или деревьями с 9:00 до 15:00. каждый день в отопительный сезон.

Твердая, затемненная поверхность накопительного элемента известна как поглотитель. Эта поверхность, которая может состоять из каменной стены, пола или перегородки (материал с фазовым переходом) или резервуара для воды, находится на прямом пути солнечного света.Затем солнечный свет попадает на поверхность и поглощается в виде тепла.

Тепловая масса состоит из материалов, которые сохраняют или хранят тепло, выделяемое солнечным светом. Разница между поглотителем и тепловой массой, хотя они часто образуют одну и ту же стену или пол, заключается в том, что поглотитель представляет собой открытую поверхность, тогда как тепловая масса представляет собой материал под этой поверхностью или за ней.

Распределение – это метод, с помощью которого солнечное тепло циркулирует от точек сбора и хранения к различным частям здания.Строго пассивная конструкция будет использовать исключительно три естественных режима теплопередачи: теплопроводность, конвекцию и излучение. Однако в некоторых случаях вентиляторы, воздуховоды и воздуходувки могут помочь в распределении тепла по зданию.

Элементы, помогающие контролировать недогрев и перегрев системы пассивного солнечного отопления, включают свесы крыши, которые можно использовать для затенения проема в летние месяцы, электронные датчики, такие как дифференциальный термостат, который сигнализирует о включении вентилятора, работающие вентиляционные отверстия и заслонки, которые позволяют или ограничивают поток тепла, низкоэмиссионные жалюзи и навесы.

Как это работает?

Пассивные солнечные здания предназначены для того, чтобы в зимние месяцы впускать тепло в здание и блокировать солнце в жаркие летние дни. Этого можно достичь с помощью элементов пассивного солнечного дизайна, таких как затенение, большие окна, выходящие на юг, и строительных материалов, которые поглощают и медленно отдают солнечное тепло.

Пассивная солнечная конструкция

Включение концепции затенения в ваш ландшафтный дизайн может помочь уменьшить приток солнечного тепла летом и снизить затраты на охлаждение.Листья лиственных деревьев или кустарников, расположенные к югу от здания, могут помочь заблокировать солнечный свет и ненужную жару летом. Эти деревья сбрасывают листья зимой и позволяют увеличить приток солнечного тепла в холодные дни. Включение навесов, навесов, ставней и решеток в конструкцию здания также может обеспечить тень.

Шпалера с вьющейся лозой может затенять дом и обеспечивать циркуляцию воздуха.
Фото Джона Криггера, Saturn Resource.

Материалы с эффективной теплоизоляцией, такие как бетон или каменные плиты перекрытий, обладают высокой удельной теплоемкостью, а также высокой плотностью. Он идеально расположен внутри здания, где он подвергается воздействию зимнего солнечного света, но изолирован от потерь тепла. Материал пассивно нагревается солнцем и ночью отдает тепловую энергию внутрь помещения.

Самая важная характеристика пассивного солнечного дизайна заключается в том, что он является целостным и опирается на интеграцию архитектуры здания, выбора материалов и механических систем для снижения нагрузки на отопление и охлаждение.Также важно учитывать местные климатические условия, такие как температура, солнечная радиация и ветер, при создании чувствительных к климату энергосберегающих конструкций, которые могут питаться от возобновляемых источников энергии.

В климате, подходящем для пассивного солнечного отопления, используются большие окна, выходящие на юг, так как они подвергаются наибольшему воздействию солнца в любое время года. Хотя для работы пассивных систем солнечного отопления не требуется механического оборудования, для обеспечения естественного потока тепловой энергии можно использовать вентиляторы или воздуходувки.Пассивные системы, поддерживаемые механическими устройствами, называются гибридными системами отопления.

Пассивные солнечные системы используют основные концепции, включенные в архитектурный дизайн здания. Обычно это здания с прямоугольной планировкой, вытянутые по оси восток-запад, застекленная южная стена, теплоаккумуляторы, подвергающиеся воздействию солнечного излучения, проникающего через южную сторону остекления, навесы или другие затеняющие устройства, которые достаточно затеняйте от летнего солнца остекление, выходящее на южную сторону, и окна на восточной и западной стене, а на северной стене, желательно, ни одного.

Чтобы достичь высокого процента пассивного солнечного отопления, необходимо включить в здания достаточную тепловую массу. Конкретные рекомендации для этого включают следующее:

  • Подтвердите, что площадь тепловой массы в шесть раз превышает площадь сопутствующего остекления (когда это возможно). Для климата с туманными или дождливыми зимами требуется несколько меньшая тепловая масса.
  • Эффективно размещайте массу, гарантируя, что она нагревается непосредственно солнцем или распределяется тонким слоем по помещениям, в которых имеется большое количество солнечного коллектора.
  • Цвет поверхности массы не учитывать. Однако естественные цвета (например, цвета с коэффициентом поглощения от 0,5 до 0,7) весьма эффективны.
  • Встраивайте аккумуляторы тепла в полы или стены, состоящие из бетона, кирпичной кладки или плитки. Чтобы отражать свет и увеличивать пространство, стены обычно должны оставаться светлыми.

Размер остекления, теплоизоляция, затенение и масса зависят от климата. Более высокие вклады в экономию солнечной энергии потребуют большего количества остекления и массы.Имейте в виду, что зависимость между площадью стекла и массой не является линейной. Например, удвоение площади стекла может потребовать утроения эффективной тепловой массы.

Преобладание внешней и внутренней нагрузки

Существует два основных способа использования пассивного солнечного отопления: здания с преобладанием наружной нагрузки в холодном и умеренном климате и здания с преобладанием внутренней нагрузки в теплом климате. Для небольших зданий с преобладанием поверхностной нагрузки в холодном и умеренном климате пассивное солнечное проектирование часто предполагает использование солнечной энергии для обогрева помещений.Для других типов конструкций, таких как здания с преобладанием внутренней нагрузки в теплом климате, ответственный пассивный солнечный дизайн, скорее всего, будет делать упор на предотвращение охлаждения с использованием затеняющих устройств, высокоэффективного остекления и дневного освещения.

В конструкции с преобладанием поверхностной нагрузки потребление энергии в первую очередь определяется влиянием внешнего климата на оболочку здания, или «кожу». Примеры типичных зданий с преобладанием наружной нагрузки включают казармы и другое малоэтажное жилье, небольшие склады или небольшие торговые объекты.

В зависимости от климата пассивная солнечная конструкция зданий с преобладанием поверхностной нагрузки может включать:

  • Ориентация большего количества окон на юг
  • Затенение для защиты от летнего солнца
  • Включающие термически массивные строительные материалы
  • Обеспечение надлежащего размера и установленной изоляции
  • Уменьшение размеров оборудования для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).

Здания с преобладанием внутренней нагрузки, такие как образовательные учреждения, офисы или крупные торговые комплексы, часто потребляют большую часть своей энергии для обеспечения внутреннего освещения и обеспечения охлаждения для противодействия теплу, выделяемому людьми, подключаемыми нагрузками (например, компьютерами) , светильники и другие внутренние источники.Такие здания могут нуждаться в охлаждении круглый год. Обратите внимание, однако, что летом в хорошо затененное южное окно попадает меньше солнечной радиации, чем в такое же затененное окно на северной, восточной или западной стороне здания.

В зависимости от климата пассивная солнечная конструкция зданий с преобладанием внутренней нагрузки может включать:

  • Рабочие места с дневным освещением с правильно ориентированными и управляемыми окнами
  • Спецификация высокоэффективного остекления, которое снижает приток тепла и пропускает видимый свет
  • Выбор высокоэффективных систем HVAC
  • Включая соответствующие устройства затенения.

Типы и стоимость технологий

Существует четыре общих подхода к пассивному солнечному отоплению для зданий с преобладанием поверхностной нагрузки: (1) закаленное солнцем, (2) прямое усиление, (3) косвенное усиление и (4) изолированное усиление.

Четыре подхода к пассивному солнечному отоплению в зданиях с преобладанием поверхностной нагрузки

  1. Защита от солнца достигается за счет небольшого увеличения окон, выходящих на юг. Дом застройщика обычно имеет около четверти окон на каждом фасаде с южным стеклом, равным примерно 3% от общей площади дома.В зависимости от климата, закаленный солнцем дом или казарма могут увеличить этот процент до 5-7%. В этом случае к базовой конструкции не нужно добавлять тепловую массу («свободная масса» гипсокартона и мебели достаточна для накопления дополнительного солнечного тепла.)

  2. Прямая выгода является самой простой формой пассивного солнечного отопления. Солнечный свет, поступающий через окна, выходящие на юг (в Северном полушарии), попадает в отапливаемое помещение и накапливается в тепловой массе, встроенной в пол или внутренние стены.В зависимости от климата, общая площадь стекла прямого усиления не должна превышать 12% площади пола дома. Помимо этого, вероятны проблемы с бликами или выцветанием тканей, и становится все труднее обеспечить достаточную тепловую массу для круглогодичного комфорта.

Центр посетителей Сиона со стеной Тромба и окнами фонаря.

  1. Система пассивного солнечного отопления с непрямым усилением (также называемая стеной Тромба или стеной с накоплением тепла) представляет собой обращенную на юг застекленную стену, обычно построенную из тяжелой каменной кладки, но иногда с использованием емкостей с водой или материалов с фазовым переходом.Солнечный свет поглощается стеной и в течение дня она медленно нагревается. Затем, постепенно охлаждаясь в течение ночи, он отдает накопленное тепло в течение относительно длительного периода времени косвенно в пространство.

  2. Изолированное усиление, или солнечное пространство, пассивное отопление собирает солнечный свет в области, которая может быть закрыта от остальной части здания. Двери или окна между солнечным пространством и зданием открываются в течение дня для циркуляции собранного тепла, а затем закрываются на ночь, позволяя температуре в солнечном пространстве падать.Небольшие циркуляционные вентиляторы также могут использоваться для отвода тепла в соседние помещения.

Руководство по пассивному солнечному охлаждению и нагреву Arizona Solar Center содержит дополнительную информацию о пассивном солнечном дизайне. Теперь доступны наружные бетонные стены, которые изолированы снаружи для защиты бетона от погодных условий. Для обмена теплом с комнатным воздухом бетон должен быть открыт изнутри.

Применение

Стратегии пассивного солнечного отопления следует использовать только в случае необходимости.Пассивное солнечное отопление лучше работает в небольших зданиях, где конструкция оболочки контролирует потребление энергии. Это означает пространство, которое еще не обогревается занятыми людьми, светом, компьютерами и другими внутренними источниками тепла. Стратегии, такие как стены тромба, существуют для смягчения нежелательных бликов и чрезмерного нагрева, но необходимо соблюдать осторожность при попадании солнечного тепла в рабочие места. Пассивное солнечное отопление часто используется в циркуляционных помещениях, таких как вестибюли и атриумы, коридоры, комнаты отдыха и другие типы помещений с низким внутренним теплопритоком, которые позволяют жильцам перемещаться от солнца.

Основными типами зданий, которые могут получить наибольшую выгоду от применения принципов пассивного солнечного отопления, являются:

  • Казармы и другое малоэтажное жилье в умеренном и холодном климате (в местах, где ежегодно бывает более 2000° дней)
  • Малая почтовая станция (PX) (менее 10 000 футов 2 )
  • Склады
  • Средства технического обслуживания.

Экономика

Умеренные уровни пассивного солнечного обогрева, также называемого солнечным закаливанием, могут снизить потребность здания в дополнительном отоплении с 5% до 25% с небольшими или нулевыми дополнительными начальными затратами и должны быть реализованы для всех небольших зданий в умеренном и холодном климате.Более агрессивные здания с пассивным солнечным отоплением могут снизить потребление тепловой энергии на 25-75% по сравнению с типичной конструкцией, оставаясь при этом экономически эффективными в течение всего жизненного цикла. Этот подход следует рассматривать для многих небольших зданий в умеренном и холодном климате.

С помощью опытных архитекторов и строителей, проектирующих пассивную солнечную энергию, пассивное солнечное проектирование стоит немногим больше, чем обычное проектирование зданий, и позволяет сэкономить деньги в долгосрочной перспективе. Однако в районах, где нет опытных архитекторов и строителей, использующих солнечную энергию, стоимость строительства может быть выше, чем для обычных зданий, и могут быть допущены ошибки при выборе строительных материалов, особенно оконного стекла.Например, пассивные солнечные дома часто строятся с использованием стекла, которое не пропускает солнечную энергию. К сожалению, это дорогостоящая ошибка. Правильный выбор стекла зависит от климата и того, с какой стороны здания (восток, запад, север или юг) оно установлено.

Летом или в стабильно теплом климате дневное освещение может фактически увеличить потребление энергии в здании, увеличивая нагрузку на кондиционирование воздуха.

Оценка доступности ресурсов

В климате с ясным небом во время зимнего отопительного сезона и там, где альтернативные источники отопления относительно дороги, пассивное солнечное отопление, как правило, работает лучше всего и является наиболее экономичным вариантом.

Хорошим пассивным солнечным участком является тот, который позволяет своим солнечным поверхностям смотреть на истинный юг с минимальным количеством затенения в зоне доступа к солнцу. Обращения солнечных поверхностей на юг недостаточно для обеспечения их работоспособности; область к югу должна быть очищена от препятствий, которые могут препятствовать попаданию солнца на них. Зимой не должно быть значительных засоров между 9:00 и 15:00. солнечное время.

Препятствия непосредственно к югу от здания должны располагаться на расстоянии не менее 1.в 7 раз больше их высоты от поверхности, чтобы избежать затенения здания зимой. Препятствия, расположенные вдоль линий под углом 45° к востоку или западу от юга, должны быть удалены от здания не менее чем в 3,5 раза от их высоты, чтобы избежать затенения. Важно помнить, что солнце находится ниже в небе и зимой отбрасывает более длинные тени. Поэтому, даже если летом участок не затенен, зимой он может таковым не оставаться.

Вопросы дизайна

Ниже приведены общие рекомендации, которым следует следовать при применении технологии пассивного солнечного отопления.

  • Уделите особое внимание конструкции прочной энергосберегающей оболочки здания.
  • Устранение проблем с ориентацией при планировании площадки. Максимально уменьшить остекление с восточной и западной сторон и защитить проемы от господствующих зимних ветров.
  • Установите воздухонепроницаемое уплотнение вокруг окон, дверей и электрических розеток на наружных стенах. Используйте входные вестибюли и держите все воздуховоды в изолированной оболочке здания, чтобы обеспечить тепловую целостность.Рассмотрите возможность проведения испытаний моделей домов с помощью вентилятора, чтобы продемонстрировать герметичность и минимизировать потери в воздуховодах.
  • Укажите окна и остекление, которые имеют низкие значения коэффициента теплопередачи (значения U), но допускают адекватные уровни поступающего солнечного излучения (более высокий коэффициент солнечного тепла [SHGC]). Следует обращаться к таким источникам данных, как Справочник сертифицированных продуктов Национального совета по рейтингу оконных конструкций, для получения проверенных значений производительности. Количество остекления будет зависеть от типа здания и климата.
  • Убедитесь, что южное остекление в здании с пассивным использованием солнечной энергии не способствует повышенному охлаждению летом. Во многих районах затенение летом так же важно, как и допущение солнечного усиления зимой. Используя приведенный ниже рисунок свеса, используйте летний (B) и зимний (A) угол наклона солнечных лучей для расчета оптимальной конструкции свеса.

Планы солнечных секций и углы южного свеса

  • Избегайте перегрева. В жарком климате здания с большой площадью остекления могут перегреваться. Обязательно сведите к минимуму количество окон, выходящих на восток и запад, и правильно установите размер затеняющих устройств.Для больших зданий с высоким внутренним теплопритоком пассивный приток солнечного тепла является проблемой, поскольку он увеличивает затраты на охлаждение больше, чем сумма, сэкономленная на обогреве помещений.
  • Конструкция для естественного проветривания летом с открывающимися окнами, предназначенными для сквозного проветривания. Потолочные вентиляторы или вентиляторы с рекуперацией тепла обеспечивают дополнительное движение воздуха. В климатических условиях с большими суточными перепадами температуры открывание окон на ночь отдает тепло прохладному ночному воздуху, а закрытие окон в жаркие дни естественным образом сохраняет прохладу в здании.
  • Обеспечьте естественное освещение каждой комнате. Некоторые из наиболее привлекательных зданий с пассивным солнечным отоплением включают в себя элементы как прямого, так и косвенного усиления. Это может обеспечить каждому пространству качество света, соответствующее его функции.
  • Удлините здание (если возможно) вдоль оси восток-запад, чтобы максимизировать высоту южной стороны и количество южных окон, которые можно включить.
  • Планируйте активные жилые или рабочие зоны на южной стороне здания, а менее часто используемые помещения, такие как складские помещения и ванные комнаты, — на северной стороне.Держите окна, выходящие на юг, в пределах 20 ° в любую сторону от истинного юга.
  • Улучшите эксплуатационные характеристики здания за счет использования высокоэффективного низкоэмиссионного остекления или ночной подвижной изоляции, чтобы уменьшить потери тепла через стекло в ночное время.
  • Расположите препятствия, такие как озеленение или заборы, чтобы полное воздействие солнца было доступно для южных окон с 9:00 до 15:00. для максимальной солнечной энергии зимой.
  • Предусмотрите навесы или другие приспособления, такие как шпалеры или лиственные деревья, для затенения летом.
  • Уменьшите инфильтрацию воздуха и обеспечьте надлежащий уровень изоляции стен, крыш и полов. В качестве отправной точки для определения соответствующих уровней изоляции проверьте минимальные уровни в Типовом энергетическом кодексе Совета американских строительных чиновников.
  • Выберите вспомогательную систему (HVAC), которая дополняет эффект пассивного солнечного нагрева. Не поддавайтесь желанию увеличить размер системы, применяя «эмпирические правила».
  • Убедитесь, что имеется достаточное количество тепловой массы. В зданиях с пассивным солнечным отоплением с высоким вкладом солнечной энергии может быть трудно обеспечить достаточное количество эффективной тепловой массы.
  • Конструкция, защищающая от солнечных бликов. Расстановку комнат и мебели необходимо планировать таким образом, чтобы солнце не ослепляло оборудование, такое как компьютеры и телевизоры.

Эксплуатация и техническое обслуживание

Пассивное солнечное отопление внедряется при первоначальном строительстве здания; следовательно, требуется очень мало обслуживания или внимания, помимо того, что требуется для оболочки здания в целом. Техническое обслуживание должно гарантировать, что участки, предназначенные для получения солнечного тепла, не будут затенены растительностью или другими препятствиями.

Дополнительные ресурсы

Публикации

Руководство по пассивному использованию солнечной энергии, Устойчивые источники

Учебные занятия

Обучение по Федеральной программе управления энергопотреблением

Оценка зданий и тематические исследования

Оценки производительности ряда зданий с пассивным солнечным отоплением доступны в программе Образцового строительства Министерства энергетики США. Описание проектов по энергетическому анализу зданий можно получить в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии.

Журнал Solar Today Издается ежемесячно Американским обществом солнечной энергии (ASES) и имеет постоянную программу публикации тематических исследований.

Инструменты анализа

Чтобы проанализировать производительность больших коммерческих и административных зданий с преобладанием внутренней нагрузки, см. DOE-2. Солнечное отопление больших и сложных зданий требует использования более мощной компьютерной программы. Рекомендуются многозональные программы, разработанные правительством (DOE), такие как DOE-2 и EnergyPlus.

Солнечные тепловые коллекторы — Управление энергетической информации США (EIA)

Отопление солнечной энергией

Люди используют солнечную тепловую энергию для многих целей, в том числе для нагрева воды, воздуха и внутренних помещений зданий, а также для производства электроэнергии. Существует два основных типа систем солнечного отопления: пассивные системы и активные системы .

Пассивное солнечное отопление помещений происходит, когда солнце светит через окна здания и согревает интерьер.В конструкциях зданий, оптимизирующих пассивное солнечное отопление (в северном полушарии), окна обычно выходят на юг, что позволяет солнцу освещать поглощающие солнечное тепло стены или полы в здании зимой. Солнечная энергия поглощается строительными материалами и нагревает внутренние помещения зданий за счет естественного излучения и конвекции. Оконные навесы или шторы блокируют попадание солнечных лучей в окна летом, сохраняя в здании прохладу.

Активные системы солнечного отопления имеют коллекторы для нагрева жидкости (воздуха или жидкости) и вентиляторы или насосы для перемещения жидкости через коллекторы, где она нагревается, внутрь здания или в систему хранения тепла, где тепло освобождается и возвращается в коллектор для повторного нагрева.Активные солнечные водонагревательные системы обычно имеют резервуар для хранения нагретой солнечной энергией воды.

Солнечные коллекторы либо неконцентрирующие, либо концентрирующие

Неконцентрирующие коллекторы — Площадь коллектора (площадь, поглощающая солнечное излучение) такая же, как и площадь поглотителя (площадь, поглощающая солнечную энергию/излучение). Солнечные энергетические системы для нагрева воды или воздуха обычно имеют неконцентрирующие коллекторы. Плоские коллекторы являются наиболее распространенным типом неконцентрирующих коллекторов для воды и отопления помещений в зданиях и используются, когда достаточно температуры ниже 200°F.

  • Плоская металлическая пластина, улавливающая и поглощающая солнечную энергию
  • Прозрачное покрытие, пропускающее солнечную энергию через покрытие и снижающее потери тепла от поглотителя
  • Слой изоляции на обратной стороне поглотителя для снижения потерь тепла

Солнечные водонагревательные коллекторы имеют металлические трубки, прикрепленные к поглотителю.Теплоноситель прокачивается через трубы абсорбера для отвода тепла от абсорбера и передачи тепла воде в баке-аккумуляторе. Солнечные системы для нагрева воды в бассейне в теплом климате обычно не имеют крышек или изоляции для поглотителя, а вода в бассейне циркулирует из бассейна через коллекторы обратно в бассейн.

Солнечные системы воздушного отопления используют вентиляторы для перемещения воздуха через плоские коллекторы внутрь зданий.

Коллекторы-концентраторы — Площадь перехвата солнечного излучения больше, иногда в сотни раз, чем площадь поглотителя.Коллектор фокусирует или концентрирует солнечную энергию на поглотителе. Коллектор обычно перемещается в течение дня, чтобы поддерживать высокую степень концентрации на поглотителе. Солнечные тепловые электростанции используют концентрирующие системы солнечных коллекторов, потому что они могут производить высокотемпературное тепло, необходимое для выработки электроэнергии.

Последнее рассмотрение: 13 декабря 2021 г.

Нагрев воды с помощью солнечной энергии | | Теплый пол своими руками

Введение

Солнечные водонагреватели обычно используются в качестве источников тепла для систем лучистого пола в регионах, где имеется обильный солнечный ресурс.Обычно большой накопительный бак с солнечным подогревом (с электрическим, газовым или масляным резервом) подает горячую воду в излучающую систему и чаще всего также обеспечивает бытовые нужды.

Солнечные обогреватели хорошо взаимодействуют с полами с лучистым подогревом, потому что большая тепловая масса, характерная для лучистых систем, обеспечивает превосходный носитель для энергии, вырабатываемой в течение дня. Ночью эта накопленная тепловая энергия медленно высвобождается в жилое пространство, и поддерживается постоянный, ровный и постоянный уровень комфорта.

На следующих схемах показаны компоненты, необходимые для системы обогрева пола на основе солнечной энергии. Есть несколько вариаций на основную тему.

Солнечная излучающая система с внешним теплообменником
Солнечная излучающая система с внутренним теплообменником
Солнечная лучистая система с полом в «открытой» конфигурации
Открытая система с солнечной термальной и фотоэлектрической прямой

Размещение датчика

Если вы не используете солнечную тепловую систему «PV Direct» (см. схему выше), требуются два датчика, когда солнечный дифференциальный контроллер (солнечное реле) используется для запуска насоса, подающего жидкость из коллекторов в резервуар для хранения солнечной энергии.Один датчик размещается на коллекторе в самой горячей точке коллектора, т.е. когда жидкость выходит из коллектора и «возвращается» в накопительный бак. Второй датчик должен касаться самого бака. Его нельзя присоединять к трубе, ведущей к солнечному теплообменнику бака.

Некоторые резервуары для хранения солнечных батарей имеют специальное отверстие для датчика в нижней части резервуара. Но если порт недоступен, часто рядом с нижней частью резервуара имеется панель доступа, которая позволяет установщику вставить датчик между резервуаром и изоляцией резервуара.

Плоские солнечные панели

Плоские солнечные панели для горячей воды в разрезе
Плоские солнечные коллекторы горячей воды


Вырезка и реальное применение «плоских» солнечных коллекторов. Экологические преимущества – это лишь одна из многих причин, по которым солнечные водонагреватели все чаще используются в системах лучистого отопления. Простота, эффективность и проверенная производительность делают современное солнечное оборудование отличным дополнительным источником тепла.

Солнечные поглотители с вакуумными трубками

Деталь вакуумной трубы
Вакуумная трубка установлена
Комбинация плоской пластины и вакуумной трубки!

Поскольку вакуумные трубки генерируют такие высокие температуры, их следует устанавливать на конце контура гелиоустановки , эффективно превращая плоские пластины в предварительные нагреватели.Прокладывая трубы перед , менее эффективные плоские пластины могли фактически охлаждать жидкость, вытекающую из трубок.

Большинство людей знакомы со стандартными плоскими солнечными коллекторами. Этот коллектор в основном представляет собой коробку с высокой изоляцией, содержащую сетку медных труб, соединенных с плоской черной медной пластиной абсорбера. Специальное стекло усиливает поглощение солнечного света.

Вакуумные трубчатые коллекторы представляют собой совершенно другой подход к нагреву воды солнечными батареями.Вместо множества медных труб, заполненных водой, в этих коллекторах используется несколько стеклянных трубок, заполненных вакуумом, в каждой из которых небольшое количество антифриза герметично запечатано внутри небольшой центральной медной трубки. При нагревании на солнце этот антифриз превращается в пар, поднимается вверх по трубе, передает свое тепло коллекторному коллектору, затем снова конденсируется в жидкость и повторяет процесс.

Поскольку тепло не передается через вакуум, 92 % тепловой энергии, попадающей на пластину поглотителя, остается внутри откачиваемой трубы и передается в коллектор коллектора.Это огромное преимущество, поскольку стандартный плоский коллектор излучает большую часть аккумулированного тепла в окружающую атмосферу, как и любой другой горячий объект.

Вакуумные трубки также полностью модульные. Хотя это редко требуется, одну или несколько трубок можно снять и заменить, не затрагивая другие трубки в массиве. Настоящая жидкость не передается из вакуумной трубки в коллектор коллектора… только тепло. Вакуумные трубки также начинают поглощать тепло в течение дня раньше, чем плоские пластины, из-за их выпуклой конструкции, а небольшое количество антифриза внутри трубки защищено от замерзания до -50 градусов ниже нуля.

Чтобы свести к минимуму проникновение, этот домовладелец прикрепил брусчатку 2 х 2 фута к асфальтовой крыше с помощью полиуретанового строительного клея, а затем использовал 3-дюймовые винты Tapcon, чтобы прикрепить комплект для монтажа плоской крыши из нержавеющей стали к брусчатке.
Обратите внимание на высокоизолированную оболочку вокруг линий подачи и возврата.

В этом «палубном ящике» находятся два кровельных домкрата (один для подачи, один для возврата), которые фактически изолируют два прохода в крыше от элементов.Коробка хорошо изолирована, практически непроницаема для атмосферных воздействий и обеспечивает чистый и эффективный доступ к сантехническим соединениям.
Заполнение короба палубы стекловолокном сводит к минимуму потери тепла.

Резервуары для хранения солнечных батарей

Аккумулятор солнечного коллектора с одним внутренним теплообменником

Определение размеров системы солнечного обогрева пола

Из-за множества переменных, присущих солнечной энергии, определить размер системы солнечного отопления не так просто.Широта, солнечная ориентация, бюджет, потери тепла, тип коллектора, требования к горячей воде для бытовых нужд, эстетика и ожидаемая производительность — все это факторы, требующие тщательного рассмотрения. При неограниченных средствах крыша, покрытая коллекторами, может обеспечить 100% всех потребностей в горячей воде. Более реалистично, скромная «стартовая» система, состоящая из двух или более поглотителей, все еще может обеспечить значительный импульс к обычной системе отопления дома. Основные механические компоненты (насосы, теплообменник, органы управления и т.) остаются неизменными независимо от того, сколько коллекторов может быть добавлено позже.

Реалистичная долгосрочная перспектива важна для солнечной энергетики. Конечно, солнце начинает возвращать вложенные средства каждый раз, когда попадает в коллектор. Но иногда, когда вам действительно нужно тепло, его не будет. Даже в Аризоне, Нью-Мексико и Пуэрто-Рико бывают пасмурные периоды. Даже полный солнечный день в день зимнего солнцестояния даст лишь слабую, короткую солнечную возможность.

Но весной, летом и осенью ваши коллекторы будут наполнены изобилием энергии.Часто в эти периоды скромное количество коллекторов обеспечивает 100% всех потребностей в отоплении и ГВС. Летом маловероятно, что какой-либо объем потребления горячей воды может превысить подачу.

Итак, примите во внимание вышеперечисленные факторы, обсудите свои потребности в отоплении с одним из наших технических специалистов, и, если солнечная энергия покажется приемлемым вариантом, компания Radiant Floor с радостью спроектирует для вас систему.

Для тех, кто интересуется сантехническими деталями установки солнечного водонагревателя, включая фотографии, см. наши детали солнечной установки

Для получения подробной информации об установке вакуумной трубки на земле см. нашу информацию об установке вакуумной трубки на земле

Подробную информацию о ЗАЩИТЕ ОТ ПЕРЕГРЕВА для солнечной воды см. в нашем разделе о солнечной защите от перегрева

 

СОЛНЕЧНАЯ ДИАГРАММА — The New York Times

Архитектор/Стоимость строительства системы отопления — Джефферсон Б.Райли, архитектор фирмы Moore Grover Harper, Essex, Conn. 06426. (203) 767-0101. Дом: 125 000 долларов (1979 г.) Система: 5 000 долларов Дом площадью 2700 квадратных футов с хорошей теплоизоляцией состоит из трех смежных деревянно-каркасных конструкций от одного до трех этажей, вздымающихся на скалистый склон. Солнечное тепло улавливается очень большими окнами, выходящими на юг, и световыми люками на крутых скатных крышах. Ночью теплозащитные шторы задергиваются, чтобы предотвратить потерю тепла через стеклопакет. (5000 долларов, приписываемые пассивным солнечным элементам в доме, включают 2000 долларов на тепловые драпировки.) В солнечные зимние дни южная часть дома с большими окнами собирает солнечную энергию, а избыточное тепло выводится на северную сторону дома. Небольшая дровяная печь на кухне и печь с горячим воздухом, работающая на жидком топливе, обеспечивают резервное тепло. Летом лиственные деревья вокруг дома покрыты листвой и создают тень для больших оконных проемов. В будущем активные солнечные коллекторы горячего воздуха будут размещены на крыше, чтобы уменьшить зависимость от резервного масла. — Харрисон Фрейкер, архитекторы, 729 Александр Роуд, Принстон, Северная Каролина.Дж. 08540. (609) 452-8235. Дом: 110 000 долларов (1978 г.) Система: 5 285 долларов

В этом двухэтажном каркасном доме резервуары для воды встроены в стену, выходящую на юг, на первом этаже и расположены под световым люком на северной стороне здания. Отражающие устройства, в том числе ночная изоляция окон на алюминиевой основе, увеличивают количество солнечного излучения, проходящего через стекло и поглощаемого водой. Кирпичный пол опирается на толстую, хорошо изолированную бетонную плиту, которая обеспечивает накопление тепла для прямого солнечного излучения, проникающего через южные окна на втором этаже.Другим фактором энергосбережения является то, что здание находится на склоне, а северная сторона частично находится под землей. В солнечные дни резервуары для воды поглощают, сохраняют и излучают тепло по мере необходимости. Одна водная стена состоит из изоляционного стекла площадью 260 квадратных футов над южной стеной, заполненной вертикальными трубками с водой. Трубки из прозрачного стекловолокна пропускают в дом приятный рассеянный свет. Еще один резервуар для воды расположен под вертикальным световым люком на северной стороне здания. Кроме того, солнечная энергия, проходящая через окна второго этажа, выходящие на юг, поглощается и излучается каменными полами.Резервная система отопления – электрический плинтусный обогрев. Ночью внешние тепловые жалюзи размещаются над окнами и световым люком, сводя к минимуму потери тепла. — Дональд Уотсон, архитектор. Box 401, Guilford, Conn. 06437. (203) 453-6388. Дом: 65 000 долларов (1976 г.) Система: 11 600 долларов Двухэтажный дом в форме солонки площадью 2000 квадратных футов хорошо изолирован, большинство окон выходят на юг. Солнечные коллекторы, преобладающие над южной половиной крыши, обеспечивают горячее водоснабжение и отопление помещений теплым воздухом. Стены имеют толщину шесть дюймов (обычные стены имеют толщину 4 дюйма) и заполнены изоляцией.Построен на грант Федерального департамента жилищного строительства и городского развития на демонстрацию солнечной энергии. Воздух нагревается в коллекторах площадью 370 квадратных футов на крыше, а затем циркулирует прямо в доме. Избыточное тепло накапливается в подвале, где резервуар с 1536 кубическими футами камней обеспечивает хранение тепла. В качестве резерва используется масляная горелка. Летом кондиционер охлаждает камни ночью, чтобы обеспечить некоторое снижение температуры воздуха, циркулирующего в хранилище в течение следующего дня.- Hart Development Corporation, 5808 River Drive, Лортон, Вирджиния, 22079. (703) 339-5590. Дом: 77 000 долларов США (1977 г.) Система: 1 776 долларов США В точности соответствует широко распространенному проекту (подходящему для холодного климата), предложенному архитектором Уэйном Шиком из Совета малых домов Иллинойского университета в 1976 году. Современный дом площадью 1 680 квадратных футов имеет двойную толщину стен и более чем в два раза больше обычного используемого утеплителя. Площади стеклопакетов ориентированы на юг; Экспозиция на север минимальна, а окна на восточной и западной сторонах не используются, чтобы исключить проникновение солнечного света летом.Двойной вестибюль действует как воздушный шлюз. Прямая солнечная энергия из окон, выходящих на юг, и резервная печь с горячим воздухом, работающая на жидком топливе, являются двумя основными источниками тепла. Дом настолько хорошо изолирован и плотно герметичен, что он также улавливает окружающее тепло от людей, домашних животных, печи, сушилки для белья и других приборов, что в сумме равно мощности печи среднего размера. Как и в любом доме, расход топлива будет варьироваться в зависимости от того, насколько добросовестно жильцы держат закрытыми двери тамбура, задергивают изолирующие шторы и эксплуатируют отопительное оборудование.Единственная разница заключается в том, что расход топлива будет колебаться более широко в домах с суперизоляцией, которые в большей степени зависят от участия владельцев. — Buffalo Homes, RD 1, Box 209, Riegelsville, Pa. 18077 (215) 346-8004. Дом: 85 000 долларов (1975 г.) Система: 10 000 долларов Этот «дом в доме» площадью 2400 квадратных футов имеет двойные северную и южную стены, двухэтажную оранжерею на южной стороне, которая действует как солнечный коллектор, и бетонную плиту внутри. подвал для хранения избыточного тепла. Двойные стены хорошо изолированы, а воздушное пространство в один фут между стенами увеличивает значение изоляции.С внешней стороны крыша расширена, чтобы окружить теплицу, которая изолирована от жилых помещений несколькими раздвижными стеклянными дверями. Западная и восточная стены имеют толщину шесть дюймов и хорошо изолированы. Для летнего охлаждения наружный воздух забирается в подвал через большой подземный воздуховод. Когда воздух проходит через этот воздуховод длиной 60 футов, он естественным образом осушается и охлаждается окружающей землей. Солнечное тепло накапливается в теплице и циркулирует между двойными стенами герметичного дома и в конечном итоге передает тепло бетонной плите в подвале.Ночью плита излучает тепло внутри корпуса здания. Кроме того, окружающее тепло от приборов и жильцов эффективно улавливается в доме; две небольшие дровяные печи используются для резервного копирования солнечной системы. (Местные строительные нормы требуют установки полной системы отопления, но владельцы еще не использовали свои электрические плинтусные обогреватели.) В других домах с двойной оболочкой используются обычные масляные, газовые или электрические резервные обогреватели. — Shelter Design Group, Box 66, Stony Run, Pa. 19557 (215) 756-6112.Дом: 125 000 долларов США, без ветряной мельницы (1979 г.) Система: 12 500 долларов США Двухэтажный дом площадью 2086 квадратных футов, выходящий на юг, с северной стороной, полностью вырытой в холме. Восточная и западная стены засыпаны землей, а крыша покрыта двумя футами ландшафтной земли. С восточной стороны расположен пристроенный (также подземный) гараж. Двухэтажная солнечная теплица выходит на кухню первого этажа. Пол, стены и крыша залиты бетоном. Длинный узкий бетонный дом изолирован снаружи, чтобы бетон мог накапливать солнечную энергию от южных окон.Бутилкаучуковое покрытие с расчетным сроком службы более 100 лет обеспечивает гидроизоляцию. Нет восточных, западных или северных окон, но все комнаты имеют южную экспозицию. Внутри солнечной теплицы солнечный свет нагревает стену из бетонных блоков, которая, в свою очередь, излучает тепло внутрь дома. Кроме того, большие окна также обеспечивают прямое солнечное отопление. Дровяная печь и электрические батареи в бетонном полу обеспечивают резервное тепло. Все электричество в энергонезависимом доме обеспечивает ветряная мельница. Архитектор сказал, что без ветряной мельницы в прошлом году резервное отопление стоило бы 264 доллара (при стоимости электроэнергии 5 центов за киловатт-час) или потребовалось бы два шнура дров для печи.- Solar Design Associates, Conant Road, Lincoln, Mass. 01773. (617) 259-0350. Дом: 225 000 долларов (оценка на 1980 г.) Система: 120 000 долларов, фотогальванические коллекторы 6 000 долларов, горячее водоснабжение от солнечных батарей 5 000 долларов, другие солнечные функции Всего: 131 000 долларов Этот полностью электрический, работающий на солнечной энергии дом с суперизоляцией имеет коллекторы на крыше, которые обеспечивают горячую воду для бытовых нужд. и фотогальванические коллекторы, которые напрямую преобразуют солнечный свет в электричество. Двухэтажный дом площадью 3100 квадратных футов имеет плотно закрытые двойные стены, заполненные изоляцией.Окна преимущественно расположены на южной стороне; все окна с двойным или тройным остеклением. Все наружные двери имеют тамбуры, которые уменьшают проникновение холодного воздуха. Первый уровень дома частично засыпан землей для смягчения перепадов температур. По оценкам, 60 процентов потребностей в отоплении будет удовлетворяться за счет прямого поступления солнечного света через южные окна. Эффективный тепловой насос типа «воздух-воздух», который работает как кондиционер наоборот, является резервной системой отопления. Фотогальваническая система с коллекторами, непосредственно преобразующими солнечное излучение в электричество, была спроектирована и установлена ​​Линкольнской лабораторией Массачусетского технологического института.Фотоэлектрические коллекторы занимают 1000 квадратных футов площади крыши и должны обеспечивать все потребности в электричестве в течение дня. Для избыточной электроэнергии не предусмотрено локальное хранилище, поскольку легче продать электроэнергию коммунальному предприятию в течение дня, а затем выкупить ее ночью. —

Коллектор поближе

Контекст 1

… показано на схеме системы на рис. 2, собранная солнечная энергия подается в солнечный бак, а теплая вода подается циркуляционным насосом в теплообменник, в котором вырабатывается теплый воздух для обогрева помещений.Вспомогательный бак, обогреваемый масляной печью, предусмотрен на случай меньшего количества доступной солнечной энергии. Горячая вода для бытовых нужд подается путем пропускания городской воды через теплообменник внутри солнечного бака, который дополняется вспомогательным баком. Плоский коллектор состоял из медной трубы, скрепленной с черненой алюминиевой пластиной швеллером из оцинкованного железа, и двойного остекления, скрепленного деревянной рамой. После трех лет эксплуатации было обнаружено, что горизонтальная деревянная рама слегка повернулась из-за веса стекла, как показано на рис.3, и некоторая утечка дождевой воды вызвала некоторое повреждение коллектора. Таким образом, производительность коллектора оказалась ухудшенной. Это было основной причиной, по которой комитет решил переделать солнечный дом в обычный дом на том основании, что за три полных года данных измерений было получено достаточно данных. 2.3 Проект преобразования MIT Solar House IV из активного в пассивный Где-то в 1962 году меня попросили предложить проект преобразования дома. Так как площадь за большим коллектором представляла собой жилую комнату с окном только на запад, то было сочтено необходимым предусмотреть большой проем на юг.Можно было бы предусмотреть гораздо большее солнечное пространство, но чрезмерная площадь остекления могла привести к большим потерям тепла зимой, и реконструкция дома была завершена, как показано на рис.4. Вся площадь коллектора была снята и отделана гонтом. Выступающая часть с консолью идентифицируется продолжением гостиной. За восточной частью выступа есть лестница, где окно посчитали ненужным. Вскоре после завершения строительства дом можно было продать семье инженера, и они остались вполне довольны домом.Первоначальный дом был спроектирован таким образом, с усиленной изоляцией и двойным остеклением. Открываются только маленькие окна. Это означает, что реконструированный дом считается домом с низким энергопотреблением, поэтому может быть достигнут переход от активной конструкции к пассивной. Вполне можно отметить, что слова ни «активное солярие», ни «пассивное солярие» в те времена не существовало. 3. 1 Оригинальный дизайн фасада K Solar House Внешний вид K Solar House показан на рис.5. Потребовалось несколько лет, чтобы спроектировать солнечный дом на основе опыта проекта солнечной энергетики Массачусетского технологического института.Этот дом общей площадью 145 м 2 был построен в марте 1972 года, за полтора года до нефтяного кризиса. Коллекторные панели были установлены в середине марта 1973 года. Основное решение, принятое при проектировании фасада, состояло в том, чтобы выбрать для коллектора южную вертикальную поверхность, поскольку общее количество солнечной радиации в зимние месяцы на южной вертикальной поверхности находилось только На 10% меньше, чем на наклонной поверхности наиболее оптимального угла наклона. Это может позволить упростить планировку дома.Так как оптимальный угол наклона солнечного коллектора ГВС был около 45 градусов для широты 35 градусов, на которой расположен этот дом, коллектор для ГВС было решено установить позже. Еще одна особенность этой конструкции фасада заключалась в том, чтобы принимать прямое солнечное тепло через южный проем в дневное время зимы, когда раздвижные панели коллектора были частично открыты, как показано на рис.6, а также на рис.5. Из-за достаточного количества солнечного света из этих маленьких отверстий комнаты внутри были достаточно мрачными.Зимой в солнечные дни отопление не требовалось из-за аккумулированного тепла в бетонном полу, подогреваемого панельным отоплением в течение предшествующей ночи. Как видно на этих фотографиях, открытые области выглядят более черными, чем окрашенная в черный цвет поверхность коллектора. Это означает, что пассивный прямой приток солнечного тепла более эффективен при сборе солнечной энергии. На правой части рис. 6 показаны резиновые шланги, соединяющие вход панелей коллектора с коллектором внизу, а также с коллектором на верхнем этаже.Эти гибкие шланги позволяют сдвигать двери в сторону, чтобы открывать их в солнечное дневное время и закрывать ночью, когда коллекторные панели функционируют как изолированные панели. Однако эти уродливые шланги мешают задернуть шторы и не нравятся всем членам семьи. Это была еще одна причина, по которой был начат проект реконструкции дома. 3.1 Солнечная система отопления помещения Реконструкция должна была быть произведена из-за того, что за 33 года эксплуатации внутри железных труб в контуре коллектора образовалось большое количество накипи, хотя медные трубы в коллекторе оставались чистыми и могли быть использованы более.На рис. 7 показана схема системы солнечного отопления и нагрева горячей воды для бытовых нужд. Солнечная энергия, собираемая коллекторными панелями общей площадью 24 м 2 , подается в солнечный резервуар объемом 1 м 3 , сделанный из бетона в подвале. Тепловой насос вода-вода мощностью 1,5 кВт забирает солнечную воду из бака для нагрева и подачи теплой воды в трубы, встроенные в бетонный пол. Это позволяет панели нагревать пространство сверху и снизу. Эта операция выполняется ночью, таким образом сохраняя солнечную энергию в бетонной плите.Рано утром температура воды в баке-накопителе опускается до 4°С, так что сбор солнечной энергии на следующий день будет производиться с большей эффективностью. Ожидаемый срок службы этого небольшого теплового насоса оценивался менее чем в 10 лет. Но этот тепловой насос используется уже более 30 лет, только в зимние месяцы. Со временем производительность постепенно ухудшалась, и необходимо было рассмотреть вопрос о замене. Солнечное хозяйственно-бытовое водоснабжение изначально осуществлялось системой принудительной циркуляции с массивом плоских коллекторов общей площадью 8 м 2 , соединенных с теплообменником внутри 380-литрового водяного бака со встроенным электронагревателем, как показано на рис.7. Позже он был заменен солнечным водонагревателем пассивного типа, размещенным на крыше, из которого солнечная вода пополнялась другим 380-литровым водяным баком со встроенным электронагревателем, соединенным последовательно, как это едва показано на крыше на рис.8. 3.3 Проект реконструкции K House По прошествии 33 лет в 2005 году была запланирована реконструкция с основной частью дизайна фасада. Было решено снять коллекторные панели, но сами деревянные двери оставили для повторного использования с фанерной облицовкой вместо коллекторной пластины и заменой изоляции.Алюминиевые створки были повторно использованы, а стеклянные панели заменены стеклом с покрытием с низким коэффициентом излучения. Таким образом, функция утепления в зимнюю ночь остается прежней. Из 8 пар оригинальных коллекторных панелей, установленных раздвижными дверями, 2 пары были заменены стенами из стеклоблоков шириной 1,8 м и высотой 1,8 м каждая на первом этаже, как показано на рис. 9. Рабочие тщательно укладывали множество кусков стеклоблока. с арматурными стальными стержнями между ними, как показано на рис.10. Сам стеклянный блок имеет швы сверху и снизу, а также справа и слева, так что он может функционировать так же, как выступы и боковые ребра жалюзи типа ящиков для яиц, перехватывая прямое солнечное излучение и в то же время пропуская рассеянный свет во внутренние помещения.Разумеется, между двумя толстыми стеклянными панелями имеется воздушное пространство с некоторыми теплоизоляционными характеристиками. В 2003 году на крыше были установлены фотоэлектрические панели мощностью 2,25 кВт, чтобы удовлетворить потребность в электричестве всего электрического дома. Была установлена ​​новая система обогрева пола с использованием воздушного теплового насоса из сборных панелей с полиэтиленовыми трубами, укрепленными изоляцией, взамен старой системы, чьи медные трубы, встроенные в бетонную плиту, выглядели изношенными. Случай с MIT Solar House IV кажется довольно простым, поскольку это был экспериментальный дом, в котором жила семья, и бюджет проекта солнечной энергии не мог позволить себе продолжать поддерживать дом.Случай K Solar House может быть идентифицирован как образец старой системы, которую пришлось заменить через 33 года, чтобы повысить производительность в соответствии с новыми планами энергетического рейтинга электрической компании. Даже обычные дома были бы реконструированы после того, как в них проживала семья, из-за смены жильцов. Как сделать дизайн фасада, сохраняя или улучшая энергетические характеристики и при этом придавая впечатляющий вид солнечному дому, довольно сложно и, следовательно, довольно интересно по сравнению со случаем проектирования нового солнечного дома.

Коллекторная система отопления двухэтажного дома схема: Схема отопления двухэтажного дома с радиаторами и теплым полом

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.