Отопление в двухэтажном доме: советы по выбору и проектированию системы. проекты и схемы разводки для 2-х этажного дома

Виды систем отопления с гравитационной циркуляцией

Несмотря на простое устройство системы водяного отопления с самоциркуляцией теплоносителя, существует как минимум четыре, пользующихся популярностью, схемы монтажа. Выбор типа разводки зависит от характеристик самого здания и ожидаемой производительности.

Чтобы определить, какая схема будет работоспособной, в каждом отдельном случае требуется выполнить гидравлический расчет системы, учесть характеристики отопительного агрегата, рассчитать диаметр трубы и т.п. При выполнении вычислений может потребоваться помощь профессионала.

Закрытая система с самотечной циркуляцией

В странах ЕС, системы закрытого типа пользуются наибольшей популярностью среди других решений. В РФ схема пока не получила широкого применения. Принципы действия водяной системы отопления закрытого типа с безнасосной циркуляцией заключается в следующем:

• При нагревании теплоноситель расширяется, происходит вытеснение воды из контура отопления.
• Под давлением жидкость поступает в закрытый мембранный расширительный бак. Конструкция емкости представляет полость, разделенную мембраной на две части. Одна половина бачка заполнена газом (в большинстве моделей используется азот). Вторая часть остается пустой для наполнения теплоносителем.
• При нагревании жидкости создается давление, достаточное, чтобы продавить мембрану и сжать азот. После остывания, происходит обратный процесс, и газ выдавливает воду из бачка.

В остальном, системы закрытого типа, работают, как и остальные схемы отопления с естественной циркуляцией. В качестве минусов можно выделить зависимость от объема расширительного бака. Для помещений с большой отапливаемой площадью, потребуется установить вместительную емкость, что не всегда целесообразно.

Открытая система с самотечной циркуляцией

Система отопления открытого типа отличается от предыдущего типа только конструкцией расширительного бака. Данная схема чаще всего использовалась в старых зданиях. Преимуществами открытой системы является возможность самостоятельного изготовления емкости из подручных материалов. Бачок, обычно имеет скромные габариты и устанавливается на кровле или под потолком жилой комнаты.

Главным недостатком открытых конструкций является попадание воздуха в трубы и радиаторы отопления, что приводит к усилению коррозии и быстрому выходу из строя греющих элементов. Завоздушивание системы также частый «гость» в схемах открытого типа. Поэтому, радиаторы устанавливаются под углом, обязательно предусматриваются краны Маевского, для стравливания воздуха.

Однотрубная система с самоциркуляцией

Однотрубная горизонтальная система с естественной циркуляцией имеет низкую теплоэффективность, поэтому используется крайне редко. Суть схемы такова, что подающая труба последовательно подключена к радиаторам. Нагретый теплоноситель поступает в верхний патрубок батареи и выводится через нижний отвод. После этого тепло поступает к следующему узлу отопления и так до последней точки. От крайней батареи к котлу возвращается обратка. Преимуществ у данного решения несколько:

1. Отсутствует парный трубопровод под потолком и над уровнем пола.
2. Экономятся средства на монтаж системы.

Недостатки такого решения очевидны. Теплоотдача радиаторов отопления и интенсивность их нагрева снижается по мере отдаленности от котла. Как показывает практика, однотрубная система отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией, даже при соблюдении всех уклонов и подбора правильного диаметра труб, зачастую переделывается (посредством монтажа насосного оборудования ).

Двухтрубная система с самоциркуляцией

Двухтрубная система отопления в частном доме с естественной циркуляцией, имеет следующие конструктивные особенности:

1. Подача и обратка проходят по разным трубам.
2. Подающий трубопровод подсоединен к каждому радиатору через входной отвод.
3. Второй подводкой батарея подключается к обратке.

В результате, двухтрубная система радиаторного типа дает следующие преимущества:

1. Равномерное распределение тепла.
2. Отсутствие необходимости в добавлении секций радиатора для лучшего прогрева.
3. Проще выполнить регулировку системы.
4. Диаметр водяного контура, по крайней мере, на размер меньше чем в однотрубных схемах.
5. Отсутствие строгих правил установки двухтрубной системы. Допускаются небольшие отклонения относительно уклонов.

Главным достоинством двухтрубной системы отопления с нижней и верхней разводкой является простота и одновременно эффективность конструкции, что позволяет нивелировать ошибки, допущенные в расчетах или во время проведения монтажных работ.

Способы подачи теплоносителя в отопительную систему

Выбирая наиболее подходящий вариант системы отопления, домовладельцу придется принять решение по главному вопросу: как заставить теплоноситель двигаться по отопительному контуру. Эта задача решается одним из двух способов:

• естественным образом;
• принудительно.

Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией

Как известно, нагретый газ или жидкость из-за меньшей плотности выталкивается более холодной средой вверх. Это явление называется конвекцией. При правильном конструировании системы отопления она может играть роль двигателя, который заставит теплоноситель циркулировать по замкнутому контуру из труб и радиаторов.

Важнейшим элементом такой схемы является разгонный коллектор – вертикальный участок трубопровода, идущий сразу после котла. Образующееся здесь мощное восходящее течение хорошо проталкивает теплоноситель через контур. В такой системе применяется расширительный бачок открытого типа, представляющий собой обычную емкость, подключенную к верхней точке отопительного контура.

Отопление двухэтажного дома с естественной циркуляцией

Наличие второго этажа позволяет сделать разгонный коллектор достаточно длинным, что при хорошем утеплении этого участка обеспечивает вполне пристойную циркуляцию теплоносителя. Однако, несмотря на это, даже в двухэтажных домах схема с естественным движением рабочей среды встречается все реже. Причина заключается в характерных для нее недостатках:

• требуются трубы большого диаметра;
• на горизонтальных участках трубопровода приходится соблюдать значительный уклон – 5 – 7 см на 1 м длины;
• после обхода контура температура теплоносителя падает более, чем на 25 градусов (обязательное условие для хорошей естественной циркуляции), поэтому котел приходится эксплуатировать в режиме высокой производительности, что сокращает срок его службы;
• максимальная длина трубопровода ограничивается 30-ю метрами.

Принудительный способ

В двухэтажных домах схема с принудительной циркуляцией применяется гораздо чаще хотя бы потому, что длина отопительного контура в таких постройках составляет, как правило, более 30-ти метров. Здесь рабочая среда перекачивается специальным насосом, который получил название циркуляционного. Он устанавливается у входа в котел, где теплоноситель является наиболее холодным. Так как система отопления является замкнутой, развиваемый таким насосом напор не зависит от этажности здания и определяется лишь сопротивлением контура (гидравлическим).

Схема отопления с принудительной циркуляцией

При данной схеме скорость движения теплоносителя увеличивается, поэтому он не успевает сильно остыть. Это обуславливает более равномерное распределение тепла по всему контуру, а также возможность эксплуатации котла в щадящем режиме. Кроме того, система с принудительной циркуляцией является более практичной: весной и осенью, когда на улице не очень холодно, она может эксплуатироваться в низкотемпературном режиме, чего при естественной циркуляции среды добиться не удалось бы. Горизонтальные участки трубопровода устанавливают с уклоном в 0,5 – 1 см на 1 м.

Из-за высокого давления, развиваемого насосом, приходится усложнять конструкцию расширительного бачка. Здесь он является закрытым и состоит из двух полостей, разделенных гибкой мембраной. В одну полость поступает расширяющийся теплоноситель, в другой содержится сжатый воздух, давление которого уравнивает давление в системе. Закрытый бак не обязательно располагать в наивысшей точке контура, обычно его монтируют рядом с котлом.

Предусмотрительные проектанты оставляют разгонный коллектор даже в системах с принудительной циркуляцией. В этом случае при отключении электроснабжения и последующей остановке насоса система продолжит функционирование в режиме конвекции.

Альтернатива ленинградке

Поскольку ленинградка по сути является схемой, где подключение радиаторов выполнено последовательно, то ее противоположностью можно считать проект, где схема подключения коллекторная.

Коллекторная схема подключения

Она представляет собой ту же двухтрубную или однотрубную систему отопления. Только ко всему прочему в состав включены два или один коллектор. Коллектор может ставиться, как на подающую магистраль, так и на обратную, или же только на подающую.

Коллектор представляет собой гребенку, которая имеет один вход и несколько выходов, то есть это разветвитель. При этом каждый отдельный выход может подаваться на каждую отдельную батарею, или на каждый отдельный контур отопления.

Коллекторная конструкция отопления частного дома имеет следующие преимущества:

• Легко добиться равномерности прогревания частного дома, так как все контуры будут иметь примерно равный размер, а значит и прогреваться равномерно;
• Нет никаких лишних соединений в полу.

Конечно, такой проект будет иметь и свои недостатки:

• Довольно высокая стоимость, так как есть дополнительные элементы;
• Есть необходимость оборудования специального места для коллекторного шкафа.

Коллекторный шкаф

Да, действительно, коллекторная система довольна дорогая, но те несравненные преимущества, которые она дает, с легкостью компенсируют это.

Некоторые рекомендации по монтажу

Итак, устанавливая проект с коллекторной разводкой, необходимо помнить вот такие рекомендации:

• Чтобы температура во всех контурах была одинаковой, все они должны быть примерно одинакового размера;
• Чтобы избавиться от воздуха внутри труб, необходимо ставить специальные краны Маевского на каждую батарею, но можно поставить и автоматический воздухоотводчик на коллектор;
• Проект, где подключение выполняется параллельно, может иметь на каждой ветви свой запорный кран. Так можно отключать не нуждающиеся в отоплении участки частного дома.

Преимущества отопления частного дома с естественной циркуляцией

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

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

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

Чем руководствоваться, выбирая схемы разводки отопления в двухэтажном доме?

«Золотой серединой» с уверенностью можно считать двухтрубную систему.

Однако, утверждать однозначно, что она в любом случае окажется лучше однотрубной, нельзя – многое зависит от типа дома и расположения помещений в нем.

Если площадь этажа большим размером не отличается, и комнаты расположены в порядке убывания комфортности (например, детская – спальня – гостиная — кухня), то однотрубная система окажется более целесообразной.

Что касается коллекторной системы, то из-за значительных затрат на покупку материалов и монтаж рекомендовать ее пока можно лишь в исключительных случаях. Примером тому могут служить дома, часть которых сдается в аренду либо где помимо семьи проживает прислуга. То есть там, где домовладелец имеет ограниченный доступ в некоторые помещения, вследствие чего он не может непосредственно регулировать теплоотдачу установленных там радиаторов.

Работа схем с принудительной циркуляцией

Ускорить движение теплоносителя можно с помощью циркуляционных насосов

Для принудительного движения теплоносителя используют циркуляционные насосы.

Насос врезают в месте соединения «обратки» и котла — здесь теплоноситель уже охлаждён и насос работает в щадящем режиме. На выходе из нагревателя температура теплоносителя достигает 80 – 100 градусов, что резко снижает ресурс оборудования. В котлах со встроенным насосом всё подключено по правильной схеме.

Схема движения воды работает по следующему алгоритму:

1. После подачи питания включается насос и приводит в движение теплоноситель.
2. Котёл нагревает воду/антифриз, а давление, создаваемое насосом, выдавливает теплоноситель в контуры.
3. Горячая вода по трубам подаётся к радиаторам, где охлаждается, нагревает воздух и поступает в трубы «обратки».
4. Процесс переходит в циклическое состояние.

Разработаны и на практике применяют отличные друг от друга схемы разводок, оптимально подходящие для разных условий эксплуатации.

Двухтрубные схемы

Разница между однотрубным и двухтрубным подключением

При обустройстве больших зданий используют именно двухтрубную схему. Радиаторы подключают параллельно. По расположению подающих труб различают схемы с верхней и нижней разводкой.

Преимущества двухтрубки:

• не требует сложных расчётов и подбора диаметров труб;
• независимая регулировка теплоотдачи каждого радиатора, что позволяет устанавливать температуру в каждом помещении и экономить энергоресурсы;
• простая настройка и запуск в эксплуатацию;
• мощность насосов невелика;
• отсутствуют значимые потери давления в начале и конце контуров;
• температура теплоносителя примерно одинакова во всех радиаторах контура;
• перекрыв краны подачи и слива, батарею можно снять для замены или ремонта, не выключая всего отопления;
• минимальное гидравлическое сопротивление трубопроводов.

Недостатком считают повышенный расход труб (на подачу и обратку). Учитывая стоимость полипропиленовых труб, удобство в монтаже и ремонте, этим минусом можно пренебречь.

Схема со встречным движением теплоносителя — тупиковая

Тупиковая схема носит другое название — со встречным движением теплоносителя. Схема разделена на участки. По трубе от котла до самой дальней батареи поступает нагретый теплоноситель, который по обратной трубе возвращается в котёл. Популярность придаёт простота понимания, но требуется грамотный расчёт и настройка системы. Чем дальше от котла, тем тоньше должны быть трубы. После запуска проводят регулировку каждого радиатора отсекающими вентилями. Неправильная регулировка может привести к тому. Что весь теплоноситель будет проходить через один радиатор, остальные останутся холодными.

Петля Тихельмана работает при попутном движении теплоносителя

Петля Тихельмана работает при попутном движении теплоносителя. Разводку проводят трубами одного диаметра. Давление и температура теплоносителя в каждом из радиаторов одинакова, что упрощает балансировку. Регуляторами можно точно установить температуру в каждой отдельно взятой комнате.

Требования к схеме:

• Длина контура до 35 м.
• На протяженных участках используют трубы больших диаметров (40 – 60 мм) и не устанавливают терморегуляторы, так как они становятся бесполезны.
• Периметр длиной свыше 30 м делят на несколько зон и монтируют лучевую разводку. Её же называют коллекторной. Стоимость большего количества труб компенсируется их меньшим диаметром. Для «питания» одного радиатора достаточно трубы 16 мм.

Каждый радиатор в таком варианте легко отрегулировать на нужную теплоотдачу.

Однотрубные схемы

При однотрубной схеме последние радиаторы не получают достаточно тепла

Схемы однотрубного отопления оптимальны для одно- и двухэтажных зданий с числом батарей отопления в одном контуре до 5. Большее количество потребует точной настройки. Разветвления могут снижать давление в трубах и некоторые радиаторы не получат достаточного для нагрева теплоносителя.

Схемы позволяют осуществить верхнее или нижнее подключение. Во втором случае трубопровод можно скрыть под полом. Учитывают, что это немного снизит теплоотдачу радиаторов, так часть энергии расходуется на обогрев стяжки.

Однотрубные варианты делают с открытым или закрытым расширительным бачком.

К недостаткам схемы относят трудности при замене радиаторов. Для сохранения работоспособности на место снятой батареи сразу необходимо устанавливать перемычку, иначе настройка системы будет нарушена. По этой же причине между входом и выходом теплообменника монтируют байпасы из труб меньшего диаметра.

Одной из популярных схем является «ленинградка». Для подключения используют диагональную (перекрёстную) или боковую (одностороннюю) схемы.

Порядок монтажа

Собирается однотрубная система следующим образом:

• В хозяйственном помещении устанавливается на пол или вешается на стену котел. С помощью газового оборудования может быть устроена самая надежная и эффективная однотрубная система отопления двухэтажного дома. Схема подключения в этом случае будет стандартной и позволит произвести все работы, при желании, даже и самостоятельно.
• На стены вешаются радиаторы отопления.
• На следующем этапе монтируются стояки «подводящий» и «обратный» на второй этаж. Располагают их в непосредственной близости от котла. Внизу к стоякам присоединяется контур первого этажа, вверху – второго.
• Далее выполняется подключение к магистралям батарей. На каждый радиатор следует установить запорный кран (на подводящем отрезке байпаса) и кран Маевского.
• В непосредственной близости от котла на «обратной» трубе монтируется расширительный бак.
• Также на «обратной» трубе поблизости от котла на байпасе с тремя кранами подключается циркуляционный насос. Перед ним на байпасе врезается специальный фильтр.

На заключительном этапе производится опрессовка системы в целях выявления неисправностей оборудования и протечек.

Как видите, однотрубная система отопления двухэтажного дома, схема которой максимально проста, может очень даже удобным и практичным оборудованием

Однако при желании использовать такую простую конструкцию, на первом этапе важно произвести все необходимые расчеты с максимальной точностью

Задумываясь над установкой отопления, первоначально определяются, какой вид топлива будет использоваться

Но наряду с этим крайне важно решить, насколько планируемый обогрев будет действительно независимым. Так, по-настоящему автономной будет система отопления без насоса, которой для работы не нужна электроэнергия

Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод

Для эффективной работы понадобится лишь источник тепла и правильно расположенный трубопровод.

Контур отопления — это совокупность элементов, предназначенных для обогревания жилища путём передачи тепла воздуху. Наиболее распространённым видом отопления является система, использующая в качестве источника нагрева котлы или бойлеры, подключённые к водопроводу. Вода, проходя через нагреватель, достигает определённой температуры, а после направляется в отопительный контур.

В системах с теплоносителем, в качестве которого используется вода, циркуляция может быть организована двумя путями:

В качестве источника тепла, служащего для нагревания воды, используются котлы (бойлеры). Их принцип действия основан на превращении определённого для них рода энергии в тепло с последующей его передачей теплоносителю. По типу источника нагрева котельное оборудование бывает газовым, твердотопливным, электрическим или мазутным.

По типу соединения элементов контура система отопления может быть однотрубной или двухтрубной. Если все приборы контура включены относительно друг друга последовательно, то есть теплоноситель проходит по порядку все элементы и возвращается в котёл, то такая система называется однотрубной. Её существенным недостатком является неравномерность прогрева. Это связано с тем, что на каждом элементе происходит потеря какого-то количества тепла, поэтому разница температур котла может быть существенной.

Система двухтрубного типа подразумевает параллельное подключение радиаторов к стояку. К недостаткам такого подключения относят осложнение конструкции и увеличенный в два раза расход материала по сравнению с однотрубной системой. Но построение контура обогрева для больших многоэтажных помещений выполняется только таким соединением.

Система с гравитационной циркуляцией чувствительна к ошибкам, допущенным во время монтажа отопления.

Методы разводки

Вторым важнейшим моментом для отопления является способ разводки труб от основного источника. Существует два основных метода:

• однотрубный,
• двухтрубный.

Однотрубная разводка

В соответствии с названием, магистраль, по которой идет теплоноситель, состоит из одной трубы. Это, во-первых, значительно упрощает процедуру монтажа, а во-вторых, снижает затраты на приобретение материалов. Кроме того, одну трубу гораздо проще спрятать под полом или в стене, чем две.

Но далее мы сталкиваемся все с тем же основным недостатком, о которым мы говорили в пункте про естественную циркуляцию. Подключение радиаторов к магистрали происходит последовательно. То есть, чтобы дойти до последней батареи, теплоноситель должен пройти через все предыдущие.

Понятно, что за это время он успевает отдать значительную часть тепла, поэтому к концу маршрута радиаторы становятся все холоднее. А значит, мы снова получаем ограничение на их количество.

Кроме того, если монтировать самую простую однотрубную схему, то при отключении одной из батарей, например, для проведения ремонтных работ, вы автоматически прекратите работы и всех других, которые следуют после отключенной. Впрочем, это решается с помощью установки байпасов, которые позволят теплоносителю двигаться обходным путем.

Если сочетать однотрубную разводку с естественной циркуляцией воды, то такая система отопления подойдет только для небольшого одноэтажного домика. Для двухэтажного здания необходимо иное решение. В принципе, однотрубную разводку можно использовать и здесь, но только с применением мощного циркуляционного насоса. Тем не менее, даже принудительное движение воды не защитит в данном случае от ее быстрого остывания.

Двухтрубная разводка

Двухтрубная разводка решает все перечисленные выше проблемы, тем самым обеспечивая живущим в доме людям необходимый уровень комфорта. Суть такой системы заключается в использовании двух труб, подведенных к каждому радиатору: по одной из них к батарее идет нагретый теплоноситель, а по другой он уходит обратно в котел.

Такой способ позволяет избежать каких-либо ограничений в количестве радиаторов. Более того, вы можете подключить к системе не только батареи, но и теплые полы, конвекторы и прочее подобное оборудование. При этом качеству не нанесется никакого ущерба, во всех помещениях прогрев будет одинаковым.

Конечно, монтировать двухтрубную систему разводки своими руками на порядок сложнее и дороже, чем однотрубную. Впрочем, можно сэкономить, например, на насосе, поскольку в данном случае его мощность может быть не слишком высокой. В результате же вы получите необходимый уровень тепла во всем доме.