Budujesz nowy lub remontujesz stary dom i chodzi o instalację grzewczą? Nie wiesz, jaki rodzaj okablowania lepiej wybrać? Prawidłowo zaprojektowany schemat ogrzewania z kotła gazowego w dwupiętrowym domu to gwarancja nie tylko ciepła i komfortu w zimie, ale także nieprzerwanej pracy urządzeń.
Kompetentny projekt grzewczy uwzględnia wiele czynników – od możliwości klimatycznych i finansowych, po potrzebę regulacji punktowej i kwestie estetyczne. W tym artykule szczegółowo przeanalizujemy wszystkie możliwe typy systemów grzewczych, wymienimy i porównamy gotowe schematy z najbardziej udanym zestawem parametrów dla różnych przypadków, a także wskażemy możliwości ich modyfikacji.
Rodzaje prywatnych systemów ogrzewania gazowego
O rodzaju systemu grzewczego decyduje wiele parametrów, a wybór kotła gazowego jako głównego źródła ciepła to dopiero pierwszy krok. Istnieje możliwość zaaranżowania obiegu grzewczego poprzez połączenie wszystkich urządzeń jedną rurą lub poprowadzenie osobnych przewodów zasilających i powrotnych.
Również struktura systemu zależy od zastosowanych urządzeń grzewczych, rodzaju zbiornika wyrównawczego, układu i powierzchni domu. Ponadto istnieje możliwość podzielenia systemu na kilka oddzielnych obwodów i zapewnienia możliwości naturalnego obiegu w przypadku przerwy w dostawie prądu i wiele więcej.
Kompetentnie zaprojektowana i zainstalowana kotłownia jest kluczem do komfortowej temperatury w domu w sezonie grzewczym i nieprzerwanej pracy urządzeń.
Wszystkie możliwości, zalety i wady każdego rodzaju systemu rozważymy bardziej szczegółowo poniżej.
Schematy połączeń jedno- i dwururowych
W obrębie tych dwóch typów można wyróżnić 5 podstawowych schematów połączeń.
Rozważmy je w kolejności rosnącej złożoności projektu i kosztów:
- Prosty, jednorurowy.
Najprostszy jednorurowy schemat łączenia grzejników zakłada, że płyn chłodzący dostaje się do następnego grzejnika dopiero po minięciu poprzedniego i tak dalej. W takim systemie można uwzględnić także ciepłą podłogę – podłącza się ją jako ostatnią, od strony powrotu najdalszego akumulatora.
Ta opcja pozwala maksymalnie zaoszczędzić na rurach, kształtkach i zaworach odcinających, a także gwarantuje przepływ chłodziwa przez wszystkie grzejniki.
Prosty obwód jednorurowy można nie tylko narysować i obliczyć, ale także zamontować niezależnie. Ponadto łatwo jest wyposażyć go w możliwość naturalnego obiegu.
Jednak taki system ma poważną wadę: temperatura znacznie spada z każdą baterią i nie można jej w żaden sposób regulować. Jeśli ograniczymy temperaturę zasilania pierwszego grzejnika za pomocą zaworu termostatycznego, temperatura wszystkich obniży się proporcjonalnie – pomoże tylko częściowo zwiększenie liczby sekcji ostatnich grzejników.
Ale w budynkach dwupiętrowych z reguły powierzchnia jest znaczna, a systemy są zbyt długie, aby taki schemat działał produktywnie.
Ze względu na niemożność regulacji prosty system jednorurowy praktycznie nie jest stosowany w dużych, zwłaszcza dwupiętrowych domach.
- Jednorurowa „Leningradka” .
Ulepszony schemat jednorurowy, tzw. „Leningradka”, zapewnia obejście każdego grzejnika. W ten sposób część płynu chłodzącego przechodzi przez chłodnicę, a cieplejsza mieszanka wchodzi do następnej.
Instalując zawory regulujące i odcinające zasilanie, powrót i obejście każdej baterii, można regulować temperaturę w poszczególnych pomieszczeniach.
Po dodaniu do schematu kranów i termostatów powstaje system, który zarówno pod względem ceny, jak i funkcjonalności plasuje się pomiędzy prostą jednorurową a dwururową – dość popularne rozwiązanie.
- Ślepy zaułek dwururowy.
Instalacja dwururowa polega na podziale zasilania i powrotu na dwie oddzielne rury podłączone do każdego grzejnika. Potrzebnych będzie znacznie więcej materiałów, ale gorący płyn chłodzący będzie mieszać się z powrotem, a co za tym idzie, skutecznie ogrzeje znacznie większą liczbę akumulatorów.
Wygodne jest układanie ślepych gałęzi tam, gdzie nie można obdzwonić pomieszczenia rurami, na przykład przez drzwi balkonowe. Kierunek przepływów na zasilaniu i powrocie okazuje się przeciwny, dlatego istnieje możliwość, że woda popłynie drogą najmniejszego oporu i zamknie krąg cyrkulacyjny już przez pierwszy grzejnik, a nie przedostanie się do pozostałych w ogóle.
Problem rozwiązuje się stosując zawory równoważące, a także rury o mniejszym przekroju do podłączenia do grzejnika niż do sieci.
- „Pętla Tichelmana”.
Pętla Tichelmana jest rozwiązaniem najbardziej udanym i popularnym pod względem stosunku ceny do efektywności. Różnica polega na tym, że kierunek przepływu na zasilaniu i powrocie jest równoległy, dlatego niezależnie od tego, przez który akumulator przejdzie płyn chłodzący, długość koła cyrkulacyjnego będzie taka sama, ścieżka najmniejszego oporu nie istnieje. Dzięki temu wszystkie akumulatory nagrzewają się równomiernie, ale każdy z nich można indywidualnie wyregulować lub całkowicie wyłączyć bez szkody dla pracy systemu.
- Schemat kolektora lub belki.
Schemat kolektora ogrzewania z kotła gazowego w dwupiętrowym domu zakłada obecność dwóch kolektorów, dla zasilania i powrotu, z których promienie są rozcieńczane parami rur do każdego urządzenia grzewczego. Aby uzyskać lepszą wydajność, kolektor jest umieszczony w taki sposób, aby odległość od niego do każdego urządzenia grzewczego była w przybliżeniu taka sama. Zwykle na każdym piętrze instalowany jest oddzielny kolektor.
Tylko w takim układzie do każdego akumulatora będzie dostarczany czynnik chłodzący o tej samej temperaturze, a najłatwiej jest kontrolować i zmieniać moc grzania poszczególnych punktów.
Główną wadą schematu połączenia promieniowego jest potrzeba dużej liczby rur, co nie tylko zwiększa koszty, ale także komplikuje instalację. Z drugiej strony eyeliner w takich systemach jest całkowicie ukryty, co wygląda estetycznie.
Kolejną ważną kwestią jest to, że układ kolektorów, w przeciwieństwie do wszystkich poprzednich, nie może być grawitacyjny. Oznacza to, że nawet w przypadku kotła nielotnego ogrzewanie wyłączy się, gdy tylko zgaśnie światło i zatrzyma się pompa.
Aby ustawić system belek, nie jest konieczne podchodzenie do każdego urządzenia: wszystkie krany są zmontowane w szafce kolektora, wystarczy je dokładnie oznaczyć podczas podłączania.
Wniosek dotyczący schematów jedno- i dwururowych
Często w budynkach dwupiętrowych stosuje się różne schematy okablowania grzewczego dla różnych pomieszczeń, w zależności od ich układu, powierzchni i zastosowanych urządzeń grzewczych.
W dwupiętrowym domu praktycznie nie stosuje się projektów jednorurowych z jedną rurą zasilającą, ponieważ ostatnie grzejniki w obwodzie działają wyjątkowo nieefektywnie. W zależności od powierzchni domu osobne kontury odpowiadają każdemu piętrze, kilku lub nawet każdemu pomieszczeniu.
Zwyczajem jest również oddzielenie obwodu grzejników od ogrzewania podłogowego, ze względu na konieczność stosowania różnych ciśnień i temperatur roboczych.
Dystrybucja zasilania z kotła do różnych obwodów może odbywać się za pomocą strzałki hydraulicznej, kolektora lub ich kombinacji. Pierwszy zapewnia przepływy o różnym ciśnieniu i temperaturze dla różnych systemów, drugi jest skuteczny w obwodach z urządzeniami tego samego typu, na przykład promieniowym połączeniem grzejników.
Systemy otwarte i zamknięte
Ten parametr wskazuje, czy płyn chłodzący ma kontakt z powietrzem i zależy od rodzaju zbiornika wyrównawczego.
Zbiornik wyrównawczy kompensuje wzrost objętości cieczy podczas ogrzewania, zapobiegając wzrostowi ciśnienia w układzie.
Zbiornik typu otwartego ma otwór na górze i działa po prostu dzięki rezerwie objętości, napełniając się do różnych poziomów. Aby woda nie przelewała się z niego zgodnie z zasadą naczyń połączonych, zbiornik taki należy zamontować w najwyższym punkcie instalacji. W budynku dwupiętrowym z reguły jest to szczyt pionu zasilającego.
Taki system ma wiele wad. Płyn chłodzący styka się z wolnym powietrzem, co oznacza, że odparowuje i zostaje wzbogacony w tlen. W rezultacie zabrania się napełniania takiego układu środkiem niezamarzającym, konieczne będzie regularne uzupełnianie wody, a nadmiar powietrza stale powoduje korozję i zatory powietrza. Dodatkowo zbiornik wyniesiony na strych wymaga starannej izolacji, a zamaskowanie go w pomieszczeniu na drugim piętrze jest problematyczne.
Zamknięty zbiornik wyrównawczy jest hermetyczny, składa się z dwóch komór oddzielonych membraną. Działa dzięki zdolności sprężonego powietrza: gdy układ jest nagrzany, większość zbiornika zajmuje woda, wzrasta ciśnienie w komorze powietrznej. Podczas chłodzenia to właśnie to ciśnienie wypycha wodę z powrotem do układu.
Takie naczynie wyrównawcze można zamontować w dowolnym miejscu instalacji, najczęściej – na linii powrotnej, przed pompą. Instalacja z zamkniętym zbiornikiem jest całkowicie szczelna, można ją napełnić nawet toksycznym roztworem glikolu etylenowego. Nawet zwykła woda w takich warunkach jest stopniowo oczyszczana z zanieczyszczeń i rozpuszczonych gazów, zamieniając się w niemal idealny nośnik ciepła.
W nowoczesnych kotłach gazowych można już wbudować naczynie wzbiorcze typu zamkniętego – oszczędza to miejsce i ułatwia podłączenie.
Według rodzaju urządzeń grzewczych
W jeden system grzewczy można włączyć różne urządzenia: grzejniki, ogrzewanie podłogowe, konwektory i inne. Można je łączyć nawet w najprostszym schemacie jednorurowym, ale przy obiegu grawitacyjnym lepiej jest używać zwykłych akumulatorów.
Wszystkie urządzenia grzewcze wbudowane w podłogę nazywane są zwykle konwektorami. W nich przenoszenie ciepła następuje w wyniku cyrkulacji powietrza we wnękach urządzenia.
Ciepła podłoga jest nie tylko przyjemna i wygodna, ale także ekonomiczna, ponieważ ciepłe powietrze wypełnia dolną, mieszkalną część pomieszczenia i schładza się pod sufitem. Taka decyzja jest szczególnie niezbędna, jeśli w domu jest dziecko. Często instaluje się je także w łazience i kuchni.
Systemy składające się wyłącznie z ciepłych podłóg można wyposażać tylko w dobrze ocieplonych budynkach i w klimacie umiarkowanym, w przeciwnym razie będzie zimno na mrozie lub w domu będzie zimno lub nie będzie można chodzić po podgrzewanej podłodze. Z reguły ciepłe podłogi łączy się z niewielką liczbą grzejników w jednym schemacie – jest to piękne, ekonomiczne i wygodne.
Grzejniki są najpopularniejsze nie bez powodu: działają zarówno na promieniowanie ciepła z płaszczyzny zewnętrznej, ogrzewając powietrze i przedmioty przed nimi, jak i na zasadzie konwekcji, przepuszczając powietrze przez żebra.
Wydajność chłodnicy zależy od połączenia rur zasilających i powrotnych, a co za tym idzie od rozkładu przepływów chłodziwa w sekcjach.
Główną wadą tradycyjnych akumulatorów jest trudność ich umieszczenia bez zakłócania wystroju wnętrza, gdyż wszelkie ekrany maskujące zmniejszają wydajność.
W zależności od rodzaju obiegu chłodziwa
Woda lub środek przeciw zamarzaniu jest najczęściej transportowana przez system z pompy obiegowej: wytwarza niezbędne ciśnienie, zapewniając szybkie, wydajne i równomierne ogrzewanie. Jednak obecność pompy powoduje, że każdy system jest zależny od energii – to znaczy, że w przypadku przerwy w dostawie prądu ogrzewanie również zostanie wyłączone.
Alternatywną opcją są systemy grawitacyjne. Zaprojektowane są w taki sposób, że chłodziwo krąży w wyniku wzrostu gęstości podczas chłodzenia, a także pod wpływem siły ciężkości – ze względu na nachylenie wszystkich rur obwodowych.
Taki schemat ogrzewania prywatnego dwupiętrowego domu za pomocą nielotnego kotła gazowego będzie działać, nawet jeśli prąd w ogóle nie zostanie podłączony, ale prędkość obiegu, a tym samym wydajność, będzie znacznie niższa. Ponadto powolny przepływ pozostawia znacznie więcej osadu na ściankach instalacji.
Interesująca jest zdolność systemów z naturalnym obiegiem do samokorekty: im zimniej jest w domu, tym szybciej chłodzi się w akumulatorach, wzrasta różnica temperatur zasilania i powrotu, co oznacza natężenie przepływu i wydajność ogrzewania .
Jeśli regularne przerwy w dostawie prądu są trudną rzeczywistością, a dom jest mały, najlepszym rozwiązaniem jest system z mieszanym typem obiegu. Jego plan należy obliczyć jak dla układu grawitacyjnego – ze spadkami rur, kotłem w najniższym punkcie itp.
Aby zainstalować pompę obiegową, przewidziano specjalną „kieszeń” – obejście przed kotłem, rodzaj cyrkulacji przełącza się za pomocą kranów.
W takim systemie można także zamontować ogrzewanie podłogowe, jednak będą one działać tylko wtedy, gdy pompa będzie włączona.
Okablowanie poziome i pionowe
W dwupiętrowym budynku nie będzie można obejść się wyłącznie z poziomymi rurociągami – co najmniej jeden pion na drugim piętrze musi dostarczać nośnik ciepła. Ale to nie zmienia rodzaju okablowania jako całości.
Okablowanie poziome można wykonać na każdym piętrze. Dzięki niemu rury łączą wszystkie grzejniki tego samego poziomu w jeden łańcuch. Jest najbardziej uniwersalny i popularny, można go wdrożyć w dowolnym planowaniu.
Istnieje również rozróżnienie na okablowanie górne i dolne, które odnosi się do pionowej części rurociągu. W przypadku systemów z obiegiem grawitacyjnym odpowiedni jest tylko górny.
Łatwo wyobrazić sobie jednorurowe okablowanie pionowe na przykładzie systemu grzewczego budynków mieszkalnych. Układ każdego piętra, łącznie z rozmieszczeniem grzejników, jest idealnie dopasowany. Każda bateria jest połączona pionem z tym samym od sąsiadów na dole i na górze, a w mieszkaniu nie ma poziomych rur grzewczych.
Jeśli układ Twojego domu pozwala na umieszczenie wszystkich grzejników dokładnie jeden nad drugim, schemat pionowy będzie działał wydajniej, szczególnie przy obiegu grawitacyjnym. Ponadto piony są łatwiejsze do zamaskowania niż rurociąg poziomy.
Jednak podczas montażu systemu konieczne będzie wielokrotne przejście przez strop, co jest trudniejsze niż przeciągnięcie rury przez ścianę.
Wyposażenie dodatkowe – zalety i wady
Każdy schemat ogrzewania można ulepszyć, dodając krany termostatyczne do regulacji działania każdej baterii, termostaty, strzałkę hydrauliczną, pompę obiegową dla każdego obwodu i inne dodatkowe urządzenia.
Krany i otwory wentylacyjne Majevsky’ego na górze każdego pionu są obowiązkowe w systemach z zamkniętym zbiornikiem wyrównawczym. Każde dodatkowe urządzenie sprawia, że system jest wydajniejszy, bardziej ekonomiczny i pozwala na dokładniejsze i wygodniejsze ustawienia.
Warto pamiętać, że nadmierna złożoność systemu nie tylko zwiększa jego koszt, ale także znacząco zwiększa ryzyko awarii.
Używaj tylko niezbędnych komponentów, ponieważ im mniej jednostek, tym mniejsze prawdopodobieństwo, że któryś z nich zepsuje się i zatrzyma system.
Najlepsze schematy dla dwupiętrowego domu
W każdym konkretnym przypadku konieczne jest opracowanie indywidualnego projektu ogrzewania, który zapewni wydajną i ekonomiczną eksploatację.
Aby dokonać właściwego wyboru, należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
- klimat i jakość izolacji budynków;
- ilość i przeznaczenie lokali. Czy wszędzie potrzebne jest stałe i równomierne ogrzewanie?
- stabilność dostaw energii elektrycznej i obecność generatora w dużej mierze determinują rodzaj obiegu;
- indywidualne życzenia mieszkańców – ciepłe podłogi lub ściany w poszczególnych pomieszczeniach lub w całym domu itp.;
- układ pomieszczeń – czy możliwe jest wykonanie okablowania wzdłuż obwodu;
- wymagania projektowe i etap naprawy. W wielu przypadkach wszystkie rury, a czasem urządzenia grzewcze, można ukryć w podłodze i ścianach;
- budżet – kosztorys instalacji grzewczej w jednym budynku może się różnić wielokrotnie i dziesiątki razy.
Po udzieleniu odpowiedzi na wszystkie te pytania i znajomości funkcji różnych schematów, będziesz miał pojęcie o niezbędnych opcjach.
Nie spiesz się do zbyt skomplikowanych schematów: czasami prymitywne służą bardziej niezawodnie i nie mniej wydajnie i nie ma potrzeby dostrajania.
Następnie sugerujemy wybrać jeden ze sprawdzonych skutecznych schematów podłączenia urządzeń grzewczych do kotła i dostosować go zgodnie z planem.
Jednorurowa Leningradka – niezawodna i tania
Taki jednorurowy schemat ogrzewania z kotła gazowego w dwupiętrowym domu jest jednym z najtańszych, prostych i starych, ale dziś aktualnych i popularnych. Zastosowanie samych grzejników pozwala na mieszany rodzaj cyrkulacji w przypadku zaniku prądu. W tym celu kocioł gazowy musi być niezależny, wszystkie rury powinny być ze spadkiem 5-10 mm na 1 m.pog.
Aby ułatwić ustawienie, można umieścić termostaty na zasilaniu każdego akumulatora, zawory sterujące na obejściach akumulatorów. Dodatkowy zawór na pionie umożliwi odłączenie obiegu grzewczego oddzielnej podłogi.
Ciepłą podłogę można włączyć do systemu jako oddzielny, trzeci obieg lub wymienić grzejniki na tej samej podłodze. Jednak w tym przypadku rozkład przepływów musi przejść przez mieszacz termiczny lub strzałkę hydrauliczną, aby podłoga nie nagrzała się w czasie mrozu do 70-80°C, jak baterie.
Należy również pamiętać, że po wyłączeniu prądu działają tylko akumulatory, a w ściśle poziomym obwodzie ogrzewania podłogowego płyn chłodzący będzie bezczynny.
Dla sprawnej pracy systemu „Leningradka” konieczne jest stosowanie rur o różnych średnicach: zasilanie z kotła do rozdzielacza na poszczególne obwody podłogowe jest najgrubsze, przewody podłogowe są średnie, a podłączenie grzejników jest najmniejsza średnica.
Główne ograniczenie przy konfigurowaniu takiego systemu dotyczy powierzchni grzewczej: dom większy niż 100 m2 nie nagrzewa się przy naturalnej cyrkulacji chłodziwa. Taki system uratuje jedynie przed rozmrożeniem rur i pęknięciem wymiennika ciepła kotła podczas długiego przestoju, ale nie przed zimnem.
Ponadto nawet przy wymuszonym obiegu taki obwód grzewczy jest praktycznie niemożliwy do regulacji, jeśli zawiera więcej niż 5-7 akumulatorów. Oznacza to, że dla ułatwienia użytkowania w dużym domu konieczne jest podzielenie schematu na większą liczbę obwodów.
Pętla Tichelmanna z wymuszonym obiegiem
Jak już wspomnieliśmy, ten schemat ogrzewania z kotła gazowego w dwupiętrowym domu zapewnia najbardziej wydajną pracę i wygodną regulację każdego grzejnika przy stosunkowo niewielkim zużyciu materiałów.
System może obejmować jedną pętlą cały budynek, być podzielony na 2 obwody na kondygnację lub być stosowany tylko dla jednej kondygnacji lub jej części.
System jest łatwy w konfiguracji i konserwacji, w razie potrzeby część akumulatorów można odłączyć lub nawet zdemontować bez zatrzymywania kotła.
Nowoczesne systemy ogrzewania grzejnikowego często układa się według tego planu, jeśli możliwe jest zamaskowanie rurociągu. Dodatkowo istnieje możliwość włączenia w jeden obwód urządzeń różnego typu: grzejników, konwektorów, kurtyn termicznych.
Połączenia zbiorcze i systemy mieszane
Zastosowanie kolektora do podziału nie tylko obiegów grzewczych, ale także do indywidualnego podłączenia każdego urządzenia jest najnowocześniejszym i łatwym w obsłudze rozwiązaniem.
Ma wiele zalet:
- piękny – wszystkie rury są ukryte w podłodze i ścianach;
- wygoda – możliwość regulacji dowolnego urządzenia w szafce kolektorowej;
- wydajny – do wszystkich urządzeń doprowadzany jest jednakowo gorący płyn chłodzący, ale każde z nich grzeje dokładnie tyle, ile potrzebujesz;
- uniwersalny – do jednego kolektora można podłączyć urządzenia różnego typu, niezależnie od układu.
Główną wadą takiego rozwiązania jest wysoki koszt zarówno materiałów, jak i montażu. Będziesz potrzebował znacznie więcej rur niż w przypadku jakiegokolwiek innego schematu połączeń, a układanie komunikacji w podłodze, zwłaszcza jeśli wylewka betonowa została już wylana, będzie dużo kosztować.
Warto również wziąć pod uwagę, że takie połączenie całkowicie wyklucza możliwość naturalnego obiegu.
Dla wygody podłączenia i konserwacji do zasilania i powrotu czasami stosuje się rury w różnych kolorach, czerwonym i niebieskim.
W budynkach dwupiętrowych z reguły jeden kolektor jest instalowany na środku każdego piętra, ale przy dużej liczbie urządzeń grzewczych i kolektorów może być ich więcej. W przypadku ogrzewania podłogowego stosuje się oddzielne kolektory o niższej temperaturze płynu chłodzącego.
Schemat grawitacji pionowej
Oprócz opisanych opcji standardowych istnieją również bardziej egzotyczne, takie jak pionowa dwurura z naturalnym obiegiem. Być może jest to lepsze rozwiązanie dla dwupiętrowego domu, w którym często gaśnie światło.
Dzięki temu, że w układzie pionowym woda krąży łatwiej niż w poziomym, a rolę kolektora pełni duży zbiornik wyrównawczy pod dachem, zapewnione jest najbardziej wydajne i równomierne ogrzewanie nawet bez użycia pompy.
Przy budowie takiego systemu bardzo ważne jest zastosowanie rur o różnych średnicach, w zależności od tego, ile grzejników obsługują.
Rura doprowadzająca ciepłą wodę do zbiornika wyrównawczego i przewód powrotny powinny być najgrubsze; piony zasilające II piętro są nieco cieńsze, ich dolna część na I piętrze ma jeszcze mniejszą średnicę, a rury łączące grzejniki mają najmniejszy przekrój.
Wnioski
Podsumowując, możemy powiedzieć, że nie ma idealnego i uniwersalnego schematu ogrzewania: w każdym konkretnym przypadku należy wziąć pod uwagę wiele czynników i ustalić priorytety. Staraliśmy się opisać wszystkie dostępne opcje, aby wybór był łatwiejszy i bardziej poprawny.