Правильно оборудованная отопительная система гарантирует комфортабельность любого жилища. Особенно тщательного планирования требует схема отопления двухэтажного дома, потому что в нем присутствует необходимость подъема воды в трубах на дополнительную высоту.
Под водяной (СО) жилого строения с двумя этажами понимают комплекс элементов, включающий в себя трубопроводы, котел, фитинги, датчики контроля температуры и другие узлы. Если их правильно выбрать и установить, эксплуатационные затраты на обогрев жилища можно существенно снизить и при этом наслаждаться по-настоящему комфортным микроклиматом.
Водяная система отопления 2-х этажного жилого здания
Современная система отопления двухэтажного дома бывает разных видов:
- двух- и однотрубная;
- с верхней и нижней разводкой;
- с естественной циркуляцией и с принудительной;
- со стояками горизонтальной и вертикальной конструкции;
- с магистральным вариантом перемещения теплоносителя и с тупиковым.
Отопление с магистральным вариантом перемещения теплоносителя
В каждом конкретном случае владельцем коттеджа подбирается наиболее эффективная СО, которая обеспечивает поддержание заданной температуры в жилище в течение определенного времени, имеет простое, функциональное и удобное управление, дает возможность обустроить систему «теплый пол».
Оптимальным признается вариант обогрева, когда все оборудование, из которого состоит система отопления двухэтажного дома, функционирует в автоматическом режиме.
Поговорим о том, какую СО лучше всего ставить в коттедже с двумя этажами.
Самой простой считается СО под названием «Ленинградка». Она была очень популярной в советские времена благодаря тому, что делала владельца загородного коттеджа полностью независимым от центральной системы отопления. «Ленинградка» – это экономичная однотрубная схема обогрева, которую несложно сделать своими руками. Такая СО работает с и с электрическим, с печами из кирпича, куда загружают торфяные брикеты, дрова, уголь.
СО «Ленинградка» для частного дома
«Ленинградка» дает возможность в два раза уменьшить количество труб, необходимых для организации обогрева жилья, по сравнению с двухтрубной системой. К другим ее достоинствам относят:
- малую трудоемкость монтажа (как было сказано, все можно сделать своими руками) и его «бюджетность»;
- возможность простого ремонта в процессе эксплуатации;
- сохранение элегантного интерьера в доме (чем меньше труб, тем незаметнее они в помещении);
- возможность монтажа системы «теплый пол» (при соблюдении определенных условий) и установки под дверными проемами «главной» трубы (подающей теплоноситель для парового отопления).
«Ленинградка» может быть «спрятана» под пол, ее несложно провести и над ним, установку труб для водяного отопления разрешается выполнять и вертикально, и горизонтально. Казалось бы – лучше системы не найти. К сожалению, все не так радужно. Во-первых, «Ленинградка» больше подходит для одноэтажных построек. Отопление двухэтажного дома с ее помощью связано с рядом серьезных затруднений, которые, впрочем, при желании можно разрешить своими руками со сравнительно небольшими затратами. Во-вторых, «Ленинградка» при горизонтальном монтаже не позволяет сделать «теплый пол».
Установка труб для водяного отопления
Также описываемая однотрубная СО требует применения сварочного оборудования и обязательной проверки (весьма сложной и длительной) герметичности полученных сварных соединений, повышения давления внутри системы. Главным же ее недостатком многие считают то, что теплоотдача от радиаторов, стоящих в разных комнатах, является неравномерной. По этим причинам двухтрубная СО в разы лучше «Ленинградки».
Такая схема отопления двухэтажного дома лишена большинства «минусов», которые имеет однотрубная конструкция. Правда, для ее монтажа требуется больше труб и других материалов. Но организация качественного отопления частного строения, несомненно, важнее.
Двухтрубная система функционирует по следующей схеме: по одной магистрали теплоноситель идет вверх, а по другой – возвращается. Для выполнения такой схемы своими руками допускается применение любых труб и типов отопительных батарей. Радиаторы при этом подключают по-разному. Если трубопровод «спрятан» под пол либо обе трубы магистрали расположены под батареей, обратку и сам теплоноситель подключают к нижним радиаторным патрубкам.
Схема подключения радиаторов
Эффективность теплоотдачи нагревательных элементов в этом случае может быть не очень высокой, так как верхний участок батареи не всегда прогревается. Не рекомендуется использовать такую схему подсоединения труб водяного обогрева, если устанавливаются радиаторы из чугуна. Лучше в данной ситуации использовать более современные панельные батареи.
Второй способ – обратка подсоединяется снизу, а теплоноситель – сверху (с одной стороны). При таком способе подключения двухтрубная разводка функционирует намного эффективнее. Но она не подходит для батарей с большим количеством (свыше 15) секций – теплопотери при наличии 16 и более секций становятся критичными.
Подключения 2-х трубной разводки
Наиболее популярными являются проекты обогрева частного жилища в два этажа, в которых используется перекрестный (диагональный) способ подключения труб своими руками:
- с одной стороны (сверху) к радиатору подходит теплоноситель;
- обратка подсоединяется с другой стороны снизу.
Двухтрубная разводка в частном доме позволяет выполнять перекрытие СО на одном из ее участков в любой момент. При этом остальные комнаты в коттедже продолжают обогреваться в прежнем объеме. Желательно, чтобы двухтрубная система была выполнена с принудительной, а не естественной циркуляцией (ЕЦ) горячей воды. О различиях между видами циркуляции мы расскажем дальше.
Различие между этими двумя типами циркуляции состоит в способе передвижения воды по СО. Для реализации принудительной схемы необходимо устанавливать специальное оборудование, в частности циркуляционный насос, для естественной такой потребности нет.
ЕЦ характеризуется рядом достоинств:
- отсутствие при работе системы шума и вибрации;
- элементарность монтажа и обслуживания;
- большой срок эксплуатации.
Монтаж системы с естественной циркуляцией
При этом СО с естественной циркуляцией достаточно медленно запускаются, вода в трубах таких систем может замерзнуть при минусовых температурах на улице. Еще один минус заключается в необходимости установки больших по сечению труб (они дороже и более сложны в установке).
Сейчас такие системы применяются достаточно редко. Пользователи отдают предпочтение более современной и эффективной схеме обогрева. Это СО с принудительной циркуляцией, имеющая следующие важные преимущества:
- возможность строительства в частном доме разводки любой протяженности;
- независимость качества обогрева от показателей температуры теплоносителя;
- простая регулировка рабочих режимов.
СО с принудительной циркуляцией
В вариантах с принудительной циркуляцией горячая вода идет по трубам благодаря работе насосного оборудования. Вода идет от котла, в котором нагревается, под действием специального насоса (его называют циркуляционным).
На каждом радиаторе при такой схеме обогрева ставят вентили и краны Маевского. Первые дают возможность выбирать температуру нагрева конкретной батареи. Вентили могут быть автоматическими и ручными. А кран Маевского позволяет удалять из системы ненужный воздух.
Специалисты советуют монтировать в двухэтажных коттеджах СО с двухконтурным котлом и принудительной циркуляцией. Тогда вам будет очень просто сделать в доме «теплый пол», установить полотенцесушители и всегда контролировать работу СО, выставляя для себя наиболее комфортную температуру.
Растущая популярность такой схемы отопления для частных строений обусловлена удобством ее управления и эксплуатации. Коллекторная одно- или двухтрубная СО характеризуется независимой подводкой теплоносителя к каждому радиатору, устанавливаемому в коттедже. За счет этого вы можете при необходимости полностью отключить какую-либо батарею или же снизить (повысить) температуру воды в ней. При этом в других комнатах радиаторы будут работать в прежних режимах.
Коллекторная независимая подводка
Коллекторная система имеет следующую схему:
- на стояках первого и второго этажа жилой постройки ставят обратный и подающий коллекторы;
- к батареям на этажах подводят обратный и поддающий трубопровод (их размещают в стене либо «прячут» под пол);
- на коллекторы и радиаторы обязательно ставят отводчики воздуха, работающие автоматически, либо краны Маевского.
Отводчик воздуха на коллектор
Такая разводка идеальна для создания системы «теплый пол». В некоторых случаях (относительно небольшая площадь коттеджа) коллекторное паровое отопление монтируется без радиаторов. По сути, «теплый пол» заменяет нагромождение батарей. Тем самым снижаются затраты на установку системы обогрева дома.
Отправим материал вам на e-mail
Автономные отопительные системы, которые используются в частных домах, обладают несомненными преимуществами перед централизованными системами: они управляемы и экономичны. Только хозяева частных домов могут самостоятельно регулировать интенсивность нагрева, подключать дополнительные контуры и устанавливать тот тип радиаторов, который им нравится. Схема отопления 2-х этажного частного дома должна отвечать не только эксплуатационным требованиям, но и быть безотказной, экономичной, простой и долговечной.
Схема отопления частного дома
На выбор отопительной схемы влияет главным образом площадь обогреваемых помещений, то есть общая протяженность трубопровода. Основная задача любой отопительной системы – равномерный обогрев помещений на всей протяженности трубопровода. Если в организовать такую систему не составляет большого труда, то в коттеджах с двумя уровнями для решения этой же задачи нужно произвести серьезные расчеты.
Любая отопительная система состоит из главных элементов:
Видео: схема отопления двухэтажного дома
Системы с установкой циркуляционного насоса
Любая схема отопления 2 х этажного частного дома должна обеспечивать постоянную циркуляцию теплоносителя по системе. При этом эффективность и скорость обогрева помещений напрямую зависит от уровня гидравлического давления в трубах. Очевидно, что самым простым решением этой задачи является циркуляционный насос.
Насосные схемы хороши тем, что при помощи небольшого и экономичного насоса в системе обеспечивается заданное давление, а горячая вода будет доставлена в любую точку контура независимо от его расположения. Энергопотребление такого прибора составляет от 25 до 50 Вт в час. Даже при ежедневной непрерывной работе в месяц счетчик намотает не более 40 кВт, что не влияет существенно на расход семейного бюджета. У такой схемы есть серьезный недостаток – она не работает в случае отключения электропитания. К сожалению, такие ситуации в России нередки, поэтому в зимний период необходимо иметь в своем распоряжении , чтобы не остаться вообще без тепла.
Системы, основанные на естественной циркуляции
Зная основы термодинамики, можно разработать такую схему отопления, что насос вовсе не понадобится. Такая схема основана на способности нагретой жидкости подниматься вверх. Расположенный на уровне первого этажа котел или печь нагревает воду, эта вода устремляется наверх, запуская процесс движения теплоносителя по системе замкнутого трубопровода.
В системах без циркуляционных насосов невозможно обеспечить высокое давление, ведь его уровень зависит от температуры жидкости. По этой причине системы с естественной циркуляцией имеют свои особенности:
- для того, чтобы уменьшить сопротивление, диаметр труб должен составлять не менее 32 мм, это же касается трубок рабочих радиаторов;
- максимальная высота водяной трубы, по которой горячая вода поднимается и поступает в отопительный контур, должна составлять не более 6 метров, то есть системы с естественной циркуляцией могут качественно обогревать не более двух этажей;
- схема разводки должна быть максимально простой, если же протяженность труб велика, имеет смысл делать два контура;
- без использования насоса не будут работать системы теплого пола , поэтому его контур должен быть подключен отдельно.
Достоинства и недостатки рабочих схем
Насосные системы имеют очевидные преимущества в виде постоянного режима работы, гарантии эффективности и простоты монтажа. Главный недостаток – энергозависимость оборудования. Схемы с естественной циркуляцией можно назвать по-настоящему автономными, однако таким образом удастся обогревать ограниченную площадь, а процесс обогрева будет занимать значительно большее время. Монтаж таких систем – сложное и кропотливое дело, предварительный расчет должен быть выполнен очень точно.
Существуют различные альтернативные схемы, среди которых комбинированная, когда один из контуров снабжается циркуляционным насосом. Это сложные системы, которые используются в домах большой площади, для жилого двухэтажного дома они редко бывают целесообразны.
Виды разводки и способы расчета
Для расчета систем отопления необходимо учитывать многие факторы, в том числе:
- площадь дома;
- расчетные значения температуры воздуха внутри и снаружи, требуемую влажность;
- материалы, из которых построен дом и качество теплоихоляции;
- количество окон и интенсивность естественного солнечного освещения.
В соответствии с указанными параметрами по таблицам СНиП можно рассчитать требуемую мощность котла и требуемое давление в системе.
Распространенные принципиальные схемы
Для небольших по площади домов в один или два этажа подойдут наиболее простые однотрубные схемы, которые легко монтируются и рассчитываются, могут работать без насоса, однако считаются наименее эффективными.
Усовершенствованная схема – так называемая «ленинградка» — система, в которой каждый радиатор подключен по параллельной схеме, а регулировочные вентили позволяют более эффективно расходовать тепло и перенаправляют горячую воду.
Принцип работы двухтрубной системы состоит в том, что нагретая вода подается ко всем радиаторам одновременно, а ее температура одинакова на каждом входе. Охлажденная вода отводится по трубе обратки, которая также является общей.
Существуют схемы с нижней и верхней подачей. В первом случае вода, поднимаясь по стояку наверх, снабжает сначала первый этаж, а затем второй. При верхней системе все наоборот: нагретая вода поднимается по общему стояку и затем подается в радиаторы верхних этажей, охлаждается и возвращается обратно.
Схемы с открытым и закрытым расширительным бачком
Расширительный бак в отопительной системе играет роль регулятора уровня воды, а также страхует систему от перепадов давления. Расширительный бачок обычно устанавливают в самом холодном месте системе – на трубе обратки. Он должен располагаться в отапливаемом помещении, чтобы исключить промерзание воды в нем в зимний период.
Для того, чтобы водяное отопление двухэтажного дома было эффективным, надежным и удобным, необходимо правильно подобрать вид системы и схему разводки труб, учитывая все особенности конструкции здания. Очень часто выбирается двухтрубная система отопления двухэтажного дома, схемы разводки труб и способы обеспечения циркуляции при которой могут быть самыми разными. Поэтому, ниже мы рассмотрим наиболее распространенные из них, их особенности, преимущества и недостатки.
Виды двухтрубных систем двухэтажного дома
Прежде чем выбрать тот или иной вариант двухтрубной системы отопления двухэтажного дома, схему разводки труб и вид циркуляции, необходимо выяснить, какими же они могут быть.
Во-первых, в зависимости от пространственного расположения подводящей и отводящей магистрали двухтрубная система, также как и однотрубная , может быть выполнена по двум схемам:
- С горизонтальной разводкой — когда магистральные трубы на каждом этаже образуют отдельные условно горизонтальные (с соблюдением необходимых уклонов) контуры или петли;
- С вертикальной — когда подача нагретого теплоносителя к радиаторам в разных уровнях и отвод охлажденного, из них, осуществляется при помощи вертикальных стояков.
Схемы с горизонтальной разводкой можно также разделить на:
- Простые — с последовательным подсоединением радиаторов к подающей трубе и «обратке»;
- Лучевые или коллекторные — когда каждый радиатор подсоединяется отдельно с помощью двух труб к специальному распределителю (гребенке, коллектору). Он может быть отдельным для каждого этажа, размещенным в нише или шкафчике или же быть общим для всего дома, размещенным в котельной.
Схемы с последовательным подсоединением радиаторов могут быть как с нижней, так и с верхней разводкой подающей трубы. Коллекторные же или лучевые схемы, как правило, предполагают нижнюю разводку труб, причем, очень часто, те прокладываются скрыто, под полом.
Кроме этого, схемы двухтрубных систем отопления двухэтажных домов могут отличаться способом обеспечения циркуляции теплоносителя. Такая циркуляция может быть:
- Гравитационной или естественной – когда она обеспечивается только разностью удельного веса горячего и холодного теплоносителя и наличием уклонов магистральных трубопроводов;
- Принудительной – когда для этого используется специальный циркуляционный насос (или насосы);
- Комбинированной – когда система имеет возможность работать и по той и по другой схеме, в зависимости от обстоятельств.
В зависимости от вида расширительного бака и способа создания избыточного давления в системе она может быть:
- Открытой – когда используется открытый расширительный бак, обычно располагающийся под потолком на втором этаже или на чердаке, а давление в системе определяется только высотой его размещения. Часто такой бак используется и в качестве центрального воздухосборника (как на рис. 1). Это возможно в случае, если его подсоединяют к наивысшей точке подающей трубы. Если же он подсоединяется к обратной трубе (например, при установке на «обратке» циркуляционного насоса), то на подающей трубе дополнительно необходимо устанавливать воздухосборник или воздушный клапан;
- Закрытой – когда в качестве расширительного используется герметичный мембранный бак. Избыточное давление в таких системах рассчитывается и обычно находится на уровне 1,5 бар (0,15 МПа). Такой бак может быть расположен в любом месте на подающей или обратной магистрали, но чаще всего его располагают недалеко от котла. Обязательным атрибутом закрытой системы является наличие, так называемого «блока безопасности», включающего предохранительный и воздушный клапаны и манометр, так как возникает необходимость контроля избыточного давления жидкости и автоматического сбрасывания в случае его увеличения выше установленного безопасного уровня.
Пример закрытой системы отопления двухэтажного дома
Положительным моментом является то, что в закрытых системах закрыт доступ воздуха к теплоносителю в процессе эксплуатации, что снижает коррозию их элементов, особенно, из «черной» стали.
Ознакомившись с основными видами и особенностями двухтрубных систем отопления, рассмотрим их некоторые, наиболее распространенные схемы, которые могут использоваться для частного двухэтажного дома.
Схемы двухтрубной системы отопления двухэтажного дома
Здесь мы рассмотрим несколько простых, наиболее распространенных двухтрубных схем водяного отопления двухэтажного дома, которые вполне можно сделать своими руками:
- с попутным подключением радиаторов, которые в свою очередь могут быть с горизонтальной или вертикальной, верхней или нижней разводкой;
- лучевую или коллекторную.
Каждая из них имеет свои особенности, свои плюсы и минусы и может быть как открытой, так и закрытой, как с естественной циркуляцией теплоносителя, так и с принудительной.
Открытая, с попутным подключением радиаторов горизонтальной верхней разводкой и естественной циркуляцией
Такая схема отличается простотой и предполагает наличие двух горизонтальных контуров (петель) на каждом этаже. При этом, для того, чтобы сохранялись условия для естественной (гравитационной) циркуляции теплоносителя магистральные трубы контуров, как подающая, так и отводящая (обратка) должны быть смонтированы с уклоном 3-5. При верхней разводке подающей трубы сделать это достаточно просто. Недостаток – подающие трубы несколько портят интерьер.
Кроме того, использование открытого расширительного бака способствует насыщению теплоносителя кислородом. А если в качестве теплоносителя используется вода, что случается чаще всего, то это приводит к коррозии элементов из обыкновенной («черной») стали.
Рис.1 Схема открытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с горизонтальной разводкой и естественной циркуляцией
Такой вариант будет наиболее подходящим для энергонезависимого твердотопливного котла, когда хотят достичь максимальной автономии и независимости от наличия электроэнергии. Для разводки по такой схеме могут использоваться, как металлические (желательно), так и пластиковые или металлопластиковые трубы. В последних двух случаях, необходимо, чтобы подающая магистраль (в данном случае стояк) на расстоянии 1,5-2 м от котла, была металлической.
Открытая, с вертикальной разводкой и комбинированной циркуляцией
В данной схеме радиаторы на разных этажах подключаются с помощью вертикальных стояков. Система выполнена так, что может работать с естественной циркуляцией, но в нее, перед котлом, врезан байпас с циркуляционным насосом и запорной арматурой. Таким образом, система имеет возможность работать, как с принудительной, так и с естественной циркуляцией.
Рис. 2 Схема двухтрубного отопления двухэтажного дома с вертикальной разводкой и комбинированной циркуляцией
Закрытая, с горизонтальной нижней разводкой и принудительной циркуляцией
Такая схема предполагает использование в качестве расширительного, герметичного мембранного бака и наличие в системе избыточного давления (обычно, около 1,5 бар(атм.)). Если в качестве генератора используется электрический или газовый котел, который автоматически отключается при отсутствии электроэнергии, то такой вариант может быть вполне приемлемым. Нижняя разводка подающей трубы позволяет более эстетично вписать ее в интерьер помещения. Кроме того, при такой разводке, трубы могут быть проложены скрытым способом, например, под полом.
Рис. 3 Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
Закрытая лучевая (коллекторная) с нижней разводкой
Это еще один двухтрубный вариант, который отличается тем, что в нем каждый радиатор подсоединяется отдельно, с помощью специальных распределительных гребенок – коллекторов. Такие распределители, обычно, монтируются отдельно для каждого этажа, в нишах или других доступных, но малозаметных местах. Возможен также вариант размещения коллектора для всего дома в котельной или подвале. Но это потребует расхода дополнительное количества труб, что и так является одним из главных недостатков таких схем. Но, с другой стороны, они позволяют максимально удобно регулировать подачу тепла к каждому радиатору и наиболее равномерно распределять тепло по дому. При использовании коллекторной схемы разводки системы отопления, чаще всего, трубы укладывают скрытым способом, под полом или в нишах.
Рис. 4 Схема коллекторной (лучевой) системы отопления двухэтажного дома
Отопительные системы загородных коттеджей высотой 2 и более этажа обычно проектируются инженерами–теплотехниками. Но хозяевам жилищ несложной планировки площадью до 200 м² не обязательно обращаться к специалистам – продумать и организовать обогрев здания можно самостоятельно. Задача данной публикации – пояснить, какая схема отопления двухэтажного дома лучше сочетается с конкретными условиями эксплуатации, котельным оборудованием и радиаторами. Предлагаем рассмотреть существующие варианты и выбрать оптимальный.
Виды отопительных систем
Практика показывает, что большинство домовладельцев выдвигает к системе отопления двухэтажного дома 3 основных требования:
- В доме всегда должно быть тепло.
- Минимальный расход энергоносителей – природного газа, дров, электричества и так далее.
- Красота. Трубы, арматуру и приборы обогрева желательно убрать с глаз, чтобы не портили интерьер.
Требования перечислены в порядке важности с точки зрения пользователей. О стоимости монтажа мы поговорим в процессе рассмотрения систем.
Пожелания вполне понятны, но их следует увязать с техническими возможностями. Например, в отдаленных регионах случаются перебои с подачей электроэнергии либо отсутствует магистральный газ. Отсюда совет: сначала определите основное топливо и резервный энергоноситель, подберите котел и . Отразите пожелания на бумаге – набросайте своими руками черновой проект.
Далеко не всегда хозяин дома может сам обустраивать инженерные сети – разрабатывать схемы, монтировать оборудование и трубы. В таком случае есть смысл обратиться к специалистам инженерной фирмы, которая занимается перечисленными работами. Например, в центральном регионе РФ услуги по установке котлов и монтажу систем отопления оказывает компания «ТеплоМосква».
Такой основательный подход позволит смонтировать схему отопления двухэтажного дома, которую не придется переделывать впоследствии. На выбор есть 5 вариантов систем:
- самотечная (она же – гравитационная и конвекционная);
- однотрубная;
- двухтрубная;
- лучевая (иначе – коллекторная);
- водяные контуры напольного обогрева, называемые теплыми полами.
Примечание. Первая схема подразумевает естественную циркуляцию теплоносителя по трубам и сообщающийся с атмосферой расширительный бак. В остальных реализован принцип принудительной циркуляции с помощью насоса и работа под давлением (используется закрытый мембранный бачок).
Пример чернового проекта отопления 2-этажного особняка
Указанные системы допускается комбинировать друг с другом. К примеру, на первом этаже сделать теплые полы, а на втором собрать лучевую схему. Теперь подробно рассмотрим каждый вариант по отдельности.
Схема с естественной циркуляцией
Чтобы понять принцип действия гравитационной системы, изучите типовую схему, применяющуюся в двухэтажных частных домах. Здесь реализована комбинированная разводка: подача и возврат теплоносителя происходит по двум горизонтальным магистралям, объединенным однотрубными вертикальными стояками с радиаторами.
Справка. Существуют и другие способы организовать самотек на двух этажах, например, разводить стояки прямо от расширительного бака трубами меньшего диаметра. Схема материалоемкая, с виду напоминает паука, а монтаж доставит немало хлопот.
Как работает самотечное отопление двухэтажного дома:
- Удельный вес нагреваемой котлом воды становится меньше. Более холодный и тяжелый теплоноситель начинает вытеснять горячую воду вверх и занимать ее место в теплообменнике.
- Нагретый теплоноситель движется по вертикальному коллектору и распределяется по горизонтальным магистралям, проложенным с уклоном в сторону радиаторов. Скорость течения невелика – порядка 0.1-0.2 м/с.
- Расходясь по стоякам, вода попадает в батареи, где успешно отдает теплоту и охлаждается. Под воздействием гравитации она возвращается в котел по обратному коллектору, собирающему теплоноситель из остальных стояков.
- Прирост объема воды компенсируется расширительным баком, установленным в самой высокой точке. Обычно утепленная емкость располагается на чердаке здания.
Принципиальная схема самотечной разводки с циркуляционным насосом
В современном исполнении гравитационные системы оснащаются насосами, ускоряющими циркуляцию и прогрев помещений. Перекачивающий агрегат ставится параллельно подающей магистрали и функционирует при наличии электроэнергии. Когда свет отключается, насос бездействует, а теплоноситель циркулирует за счет гравитации.
Сфера применения и недостатки самотека
Назначение гравитационной схемы – теплоснабжение жилищ без привязки к электричеству, что актуально в отдаленных регионах с частыми отключениями света. Сеть самотечных трубопроводов и батарей способна работать вместе с любым энергонезависимым котлом либо от печного (раньше говорили – парового) отопления.
Разберем отрицательные стороны использования самотека:
Замечание. Последний отрицательный момент не играет особой роли – затраченная на производство тепла энергия никуда не денется. Она вернется в процессе остывания трубопроводов.
Чтобы выполнить требование №1 (смотри первый раздел) в условиях ненадежного электроснабжения, хозяину двухэтажного частного дома придется нести расходы на материалы – трубы повышенного диаметра и облицовку для изготовления декоративных коробов. Остальные минусы некритичны – медленный прогрев устраняется путем установки циркуляционного насоса, недостаток экономичности – монтажом специальных термоголовок на радиаторы и изоляцией труб.
Если разработку самотечной схемы отопления вы взяли в свои руки, обязательно учтите следующие рекомендации:
Важный момент. Все элементы гравитационной схемы, расположенные на чердаке двухэтажного дома, не забудьте тщательно утеплить, дабы не греть холодную крышу.
Расчет и проектирование самотечного отопления в коттедже сложной планировки стоит доверить специалистам. И последнее: магистрали Ø50 мм и более придется исполнять стальными трубами, медью либо сшитым полиэтиленом. Максимальный размер металлопластика составляет 40 мм, а диаметр полипропилена выйдет просто угрожающим из-за толщины стенок.
Плюсы и минусы однотрубной схемы
Маленький плюс однотрубной разводки: одну ветку проще упрятать в стену либо под полы, нежели две. Отопительная сеть легко комбинируется с другими типами систем, работающих с принудительной циркуляцией.
Двухтрубная разводка – просто и надежно
Расписывать алгоритм работы двухтрубной схемы нет нужды, поскольку он прост до безобразия. Мимо всех отопительных приборов проложены 2 трубопровода – подающий и обратный. По первому горячий теплоноситель поступает в батареи, где охлаждается и возвращается в котел через второй. Подключение соответствующее – одна подводка врезана в подачу, вторая – в обратку.
Классическая тупиковая разводка. Здесь показано 1 плечо на каждом этаже, при необходимости их количество можно увеличить до 2-3
В двухэтажных загородных домах применяется 2 типа двухтрубных систем:
- Тупиковая или плечевая. Подающая и обратная магистраль заканчивается на последнем радиаторе, по факту теплоноситель меняет направления движения и течет обратно к котлу.
- Попутная (кольцевая, петля Тихельмана). Трубопровод подачи заканчивается на последней батарее, а обратки – начинается от самого первого радиатора, проходит остальные обогреватели и возвращается к источнику тепла. Направление движения воды не меняется, отсюда и название.
Примечание. Обе системы функционируют принудительно от насоса и в подавляющем большинстве случаев работают под давлением 1-2,5 Бар. Делать их открытыми бессмысленно, проще и удобнее поставить мембранный расширительный бак рядом с котлом.
В петле Тихельмана вода после выхода из батареи не разворачивается, а течет в прежнем направлении (классическая попутка)
Двухтрубные схемы практически безупречны, поэтому начнем с перечисления недостатков:
- протяженные ветви с большим числом отопительных приборов требуют глубокой балансировки, но при количестве батарей 5-6 шт. проблем не возникнет;
- трубопроводы петли Тихельмана неизбежно натыкаются на дверные проемы, которые приходится огибать разными способами;
- отопительная сеть, собранная из полипропилена, обойдется дороже аналогичной однотрубной системы;
Минусов у двухтрубных схем действительно мало: они надежны, стабильны в работе, легко поддаются автоматической регулировке и одинаково хорошо функционируют с теплым полом, радиаторами и другими видами обогревателей. Плечи тупиковой разводки могут делаться разной длины и загруженности по числу батарей, а петля Тихельмана – образец гидравлического равновесия, не нуждающийся в балансировке.
Для справки. В дачном коттедже площадью до 200 м² удастся обойтись диаметрами труб 10-20 мм (внутренний), не более.
Принцип коллекторного распределения теплоносителя
Лучевая схема – это современная разновидность двухтрубной разводки, удовлетворяющая всем новым и старым требованиям: эффективность, экономичность за счет автоматизированного управления, полностью скрытая прокладка труб и так далее. В чем особенности системы:
- Теплоноситель от котла направляется в главный распределительный узел – коллектор.
- Радиаторы подключены подводками DN10-15 к гребенке по двухтрубной схеме, каждый к своей паре штуцеров на подающем и обратном коллекторе. Магистрали отсутствуют.
- Подводящие трубы утеплены и проложены скрыто по любому удобному маршруту – под напольным покрытием, за натяжными потолками либо в стенах.
- С помощью расходомеров коллектора (ротаметров) доступна ручная регулировка количества воды, направляемой к батарее. Если гребенку оснастить сервоприводами, подключенными к комнатному терморегулятору, управление потоком теплоносителя будет производиться автоматически.
Совершенство коллекторных схем отопления двухэтажных домов несколько омрачает высокая цена материалов. Гребенки с ротаметрами, трубный утеплитель, сервоприводы, - все указанные элементы стоят приличных денег. Недостаток второй: подобную систему сложно собрать в обжитых помещениях, не делая ремонта. Чтобы упрятать пучок трубопроводов, придется разобрать полы либо снять обшивку потолков.
Контуры напольного обогрева
Как и коллекторная схема, водяной теплый пол монтируется в процессе строительства или ремонта двухэтажного дома. Есть 2 способа устройства напольного обогрева:
- замоноличивание змеевиков из труб в цементно-песчаной стяжке;
- раскладка труб греющих контуров в без заливки стяжки.
Для справки. Бетонирование трубопроводов принято делать на первых этажах жилых зданий. Второй способ применяется для прокладки внутри деревянных перекрытий.
Концы труб Ø16 х 2 мм, уложенных змейкой либо улиткой, подсоединяются к гребенке, о которой говорилось выше и подробно рассказано . Коллектор со смесительным узлом или термоголовками RTL обеспечивает подачу в контуры теплоносителя с температурой не выше 50 °С.
Преимущества теплого пола очевидны – реальная экономия энергоносителей 15-20% за счет нагрева поверхности до температуры 20-25 °С и комфорт для проживающих в доме. Теперь о негативных моментах:
- Устройство теплого пола в двухэтажном жилище – затея не из дешевых. По стоимости материалов и монтажа это самый дорогой вариант отопления помещений.
- Греющие контуры, особенно в цементной стяжке, очень инертны в плане регулировки. Представьте, холодный монолит выходит на рабочий режим в течение суток. Чтобы комната не перегревалась, треть от потребной тепловой мощности должны поставлять батареи, быстро реагирующие на изменение температуры воздуха.
- В случае неисправности либо утечки воды в контуре бетонную стяжку придется ломать.
Способ устройства теплых полов без цементной стяжки
Невзирая на перечисленные проблемы, теплые полы используются домовладельцами все чаще – слишком уж комфортный обогрев и ощутима экономия топлива. В отличие от других систем отопления, греющие контуры абсолютно не портят интерьер помещений.
Выбираем подходящую схему
После ознакомления с применяемыми в двухэтажных домах системами отопления пришло время вернуться к вашему черновому проекту, где подобраны типы радиаторов и котла, определена расстановка данного оборудования и перечислены пожелания. Дальше выбираем схему в соответствии с рекомендациями:
Совет. Напольное отопление без радиаторной сети подходит далеко не всем. Чтобы прогреть помещение теплым полом, его поверхность придется довести до 30 °С и более. Длительное пребывание в такой комнате у многих вызывает ощущение духоты и дискомфорта.
В маленьком дачном домике на 2 этажа стоит сделать однотрубную систему из труб ППР. При 3-4 батареях на каждой ветви она будет работать безукоризненно. Использовать «ленинградку» в большом коттедже мы не рекомендуем. Подробнее о выборе разводки смотрите на видео от эксперта:
О совместимости с различными котлами
При выборе схемы отопления в двухэтажный дом нужно учесть тип источника тепла. Например, с настенным газовым котлом способны работать все системы, кроме гравитационной. При отключении электричества теплогенератор попросту остановится. Лучший вариант для самотека – энергонезависимый напольный агрегат либо кирпичная печь с водяным контуром (баком – котлом, но не змеевиком!).
Прямая стыковка самотечной разводки с твердотопливным котлом крайне нежелательна, хотя домовладельцы все равно это делают.
Из-за малой скорости движения и медленного отбора теплоты отопительный агрегат станет перегреваться и закипать, рано или поздно случится авария. Обязательно нужна буферная емкость, отбирающая лишнюю энергию, причем подключенная по всем правилам самотека – большими диаметрами и с уклонами. Сооружение выйдет громоздким и некрасивым.
Закрытые системы двухэтажных домов совместимы с любыми котлами, в том числе двухконтурными. Единственная рекомендация: при подключении к твердотопливным агрегатам лучше использовать , который не даст теплоносителю закипеть и предотвратит аварию.
Для обеспечения тепла и комфорта в двухэтажном доме нужно правильно определить схему отопления двухэтажного дома. Система отопления является важнейшей инженерной системой жизнеобеспечения любого дома. Ее предназначением является возмещение теплопотерь и создание определенного температурного режима, который нужен прежде всего для проживающих в доме людей, но не стоит недооценивать и того фактора, что эффективная система отопления призвана обеспечить, в том числе, стойкость и долговечность строительных конструкций.
Расчет и проектирование лучше доверить инженерам-теплотехникам, которые оценят теплопотери, дадут рекомендации по утеплению дома, а также сделают детальный расчет, что позволит избежать излишних расходов на дорогостоящее оборудование. Но выбор схемы отопления двухэтажного дома может сделать сам заказчик, исходя из многолетнего опыта функционирования .
Классификация отопления
Виды источников тепловой энергии — теплогенераторов
Прежде чем выбирать ту или иную схему отопления, полезно узнать уже существующие виды и какой из них подойдет для конкретно решаемой задачи. Известно, что основным источником тепла являются различные виды теплогенераторов, в качестве которых могут выступать:
- Печи и камины. Этот вид отопления когда-то был основным, но сейчас используется все реже из-за высокой стоимости топлива (дров и угля) и невозможности эффективно управлять температурой в доме. В некоторых регионах, где отсутствует газоснабжение, этот вид отопления является безальтернативным выбором.
- Различные виды отопительных котлов, которыми могут быть: газовые, твердотопливные, жидкотопливные, электрические, - в зависимости от наличия доступа к различным энергоносителям и их стоимости.
- Альтернативные источники энергии. В эту категорию относятся: геотермальная энергия, получаемая , а также солнечная, которую преобразуют в тепловую солнечные коллекторы. Такой вид отопления находится в стадии бурного развития и пока применяется в нашей стране достаточно редко из-за высоких цен на оборудование.
Перспектива будущего — энергонезависимые дома
- Инфракрасное отопление. Источниками тепла являются специальные инфракрасные излучатели, которые используют в большинстве случаев электрическую энергию. Тепловая энергия при таком отоплении доставляется непосредственно «адресату» путем излучения. Для обогрева больших помещений или помещений с малой периодичностью появления в них людей инфракрасное отопление будет прекрасным выбором.
В некоторых ситуациях будет разумно сочетать различные виды теплогенераторов для отопления. Например, если имеется дачный дом, куда семья приезжает только на выходные. В этом случае будет разумно иметь газовый котел для основного отопления и электрический – для предотвращения замерзания зимой воды в системе и поддержания минимальной допустимой температуры в доме.
Виды теплоносителей
Любая система отопления должна перенести тепло, сконцентрированное в теплогенераторе до того теплового прибора, который обогревает конкретное помещение. Это делается при помощи теплоносителя, которыми могут быть:
- Воздух, который используется при отоплении печами, каминами, а также различными электрическими нагревателями. Ввиду того что воздух имеет низкую плотность, теплоемкость и коэффициент теплоотдачи, он сильно уступает жидкостным теплоносителям.
- Вода является практически идеальным теплоносителем в силу того, что обладает высокой теплоемкостью, плотностью, коэффициентом теплопередачи, и химической инертностью. Воду, подогретую котлом отопления, транспортируют к тепловым приборам при помощи системы трубопроводов.
В большинстве современных систем отопления в качестве теплоносителя применяют воду или различные антифризы, являющимися водными растворами этиленгликоля, пропиленгликоля или их комбинаций. Такое свойство как стойкость к незамерзанию при низких температурах может быть полезно в системах отопления таких домов, где не планируется проживание людей постоянно в зимнее время. В тех домах, где отопление будет работать всю зиму, применение антифризов экономически нецелесообразно.
Различные антифризы плохо «уживаются» с алюминиевыми радиаторами, некоторыми уплотнениями и трубами. Помимо этого теплоносители с содержанием этиленгликоля ядовиты. Поэтому использовать такие составы нужно только в тех случаях, когда без них просто не обойтись.
Виды отопительных приборов
Отопительные приборы можно разделить на два основных класса:
- Радиаторы – в переводе с латинского они переводятся как «излучатель», то есть такой прибор, который тепло передает в виде инфракрасного теплового излучения. Однако современные радиаторы не являются чисто излучателями, а еще передают часть тепла в виде конвекции, но свое название они сохранили.
- Конвекторы – передача тепловой энергии в помещение происходит за счет нагрева воздуха, а он уже отдает ее всем окружающим объектам. Такие отопительные приборы имеют медные (реже стальные) трубки, окруженные ребристыми теплообменниками. Воздух, попадая в теплообменник, нагревается его пластинами и поднимается, уступая место более холодному. Для того, чтобы воздухообмен был эффективным, вся конструкция конвектора помещена в специальный кожух.
В современных системах широко применяют еще такой способ отопления как «теплый пол» или «теплые стены», которые по своей сути представляют собой большой радиатор, передающий «львиную долю» тепла в виде излучения, а это повышает комфорт и позволяет снизить температуру воздуха в помещении примерно на 2 градуса, что ведет к экономии топлива примерно на 12%.
Типы радиаторов отопления
В системе отопления двухэтажного дома могут быть использованы совершенно разные , в зависимости от решаемых задач, площади помещения, проектных данных, предпочтений. Радиаторы можно разделить на несколько типов:
- Чугунные секционные радиаторы – те, которые мы привыкли видеть в квартирах и домах старой постройки. Они имеют большую массу и высокую тепловую инерционность, но зато нетребовательны к качеству теплоносителя, не подвержены коррозии, имеют высокую теплоотдачу. Такие радиаторы отлично вписываются в любой интерьер, особенно классический.
Чугунные секционные радиаторы — нестареющая классика
- Алюминиевые секционные радиаторы – прекрасный выбор для автономных систем отопления, но они более чувствительны к качеству теплоносителя, не терпят прямого контакта с медными трубами. Такие радиаторы прекрасно вписываются в любые интерьеры.
- Биметаллические секционные радиаторы представляют собой сочетание стальных или медных трубок, по которым циркулирует теплоноситель и алюминиевую поверхность, отдающая тепло в помещение. Такие радиаторы нетребовательны к теплоносителю, выдерживают высокое рабочее давление, внешне практически неотличимы от алюминиевых.
- Стальные – это цельная конструкция из проштампованной и сваренной листовой стали. Такие радиаторы имеют только два резьбовых подключения к системе отопления, что повышает их надежность. Высокая теплоотдача, малый вес, низкая инерционность, эстетичный внешний вид, - все это сделало их самыми популярными в автономных закрытых системах отопления домов.
Помимо перечисленных моделей производители еще выпускают различные дизайнерские модели, к которым можно отнести цельнолитые чугунные, стальные трубчатые и даже керамические. Высокая цена на эти приборы объясняется тем, что дизайнерские амбиции в них преобладают над инженерной рациональностью.
Цены на популярные модели радиаторов отопления
Радиаторы отопления
Схемы отопления двухэтажного дома
Количество реализаций системы отопления двухэтажного дома бесконечно, так как зависит от многих факторов: размеров дома, наличия бесперебойного электроснабжения, постоянства проживания в доме людей и т. д. Поэтому будет разумно рассмотреть несколько типовых схем, которые доказали свою эффективность.
Схема отопления дома с естественной циркуляцией
Название такой системы само говорит за себя – циркуляция теплоносителя в системе отопления происходит за счет естественных природных процессов. Работу такой системы можно рассмотреть на рисунке.
Вода, подогретая в теплообменнике котла, уменьшается в плотности и вытесняется более холодной и плотной водой их обратной линии. Именно эта разница весов горячей и охлажденной воды обеспечивает циркуляцию в системе отопления. В самой верхней точке стояка горячей воды оборудуется расширительный бак, который дает воде расширяться при нагревании, позволяет контролировать уровень воды в системе и при необходимости производить подпитку. Кроме этого, весь воздух, который неизбежно будет присутствовать в системе, будет выходить в расширительный бак.
Разводящие трубопроводы и обратные линии, называемые еще лежаками, для облегчения циркуляции воды всегда делают под уклонами: верхний лежак к радиаторам, а нижний – к котлу. В такой системе котел должен находиться в самой нижней точке. Подачу теплоносителя на радиаторы делают через стояки горячей воды, а слив охлажденной через обратные стояки.
Один из вариантов реализации двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией представлен на следующей схеме.
Следует обратить внимание в этой схеме на большое количество трубопроводов и их высокий условный проход - dу . Это объясняется тем, что в гравитационных системах для обеспечения циркуляции теплоносителя нужно минимизировать сопротивление, а это возможно только в трубах больших диаметров.
Системы с естественной циркуляцией, естественно, имеют преимущества:
- Независимость от электроснабжения – система отопления будет работать как при полном отсутствии электроэнергии, так и при перебоях в ее подаче.
- Доказанная долгими годами эксплуатации надежность и простота.
- Отсутствие насосов и малая скорость циркуляции теплоносителя делают такую систему бесшумной.
Несмотря на все преимущества, такие системы постепенно уходят в прошлое, так как уже не отвечают современным требованиям к системам отопления.
- Гравитационные системы чрезвычайно материалоемкие – для их монтажа применяются стальные трубы больших диаметров.
- Монтаж систем отопления со стальными трубами сложен технологически и занимает много времени.
- Системы с естественной циркуляцией имеют ограничения по площади обогреваемых помещений. По утверждениям специалистов суммарная длина горизонтальных участков (лежаков) не должна превышать 40 метров, а суммарная площадь 150 м2.
- Высокая инерционность - от момента запуска системы до прогрева всех радиаторов до расчетной температуры может пройти несколько часов.
- Большая разница температур подачи и обратки может плохо сказаться на теплообменнике котла.
- В теплоносителе гравитационных систем большое количество растворенного кислорода, что сказывается на коррозии труб и радиаторов, поэтому в таких системах можно использовать только чугунные или биметаллические радиаторы.
Системы отопления с принудительной циркуляцией
Практически все современные системы отопления используют только принудительную (искусственную) циркуляцию теплоносителя, что дает весомые преимущества:
- Использование циркуляционных насосов помогает отопить любую площадь при любой этажности здания.
- Диаметр труб может быть гораздо меньше, так как насос позволяет прокачивать теплоноситель с более высокой скоростью.
- Применение циркуляционных насосов позволяет снизить температуру в системах отопления при тех же параметрах теплоотдачи радиаторов, а это, в свою очередь, позволяет использовать более дешевые полимерные и металлопластиковые трубы.
- Возможность как общей, так и зональной регулировки в системах отопления.
Недостатками систем с принудительной циркуляцией являются:
- Зависимость от электроэнергии, что легко решается наличием источников бесперебойного питания или генераторов.
- Более высокий шум работы системы отопления, но при правильном расчете он не слышим человеческим ухом в отапливаемых помещениях.
Циркуляционный насос обычно врезают в систему отопления на обратной линии перед котлом, так как в этом месте самая низкая температура теплоносителя.
Чтобы принудительная циркуляция работала корректно, выбранная модель насоса должна отвечать параметрам системы. Существует специальная методика расчета ключевых характеристик — производительности и создаваемого напора. Чтобы не утомлять читателя формулами, предлагаем воспользоваться встроенными калькуляторами.