Система отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома. Как правильно сделать отопительную систему в двухэтажном доме

Перед каждым домовладельцем, принявшим решение правильно сделать отопление в своем двухэтажном доме, изначально встает вопрос выбора типа системы. Есть несколько вариантов традиционных и новых схем, но чтобы остановить свой выбор на какой-то из них, надо немного понимать суть вопроса. Задача данной статьи как раз и состоит в том, чтобы рассмотреть, что собой представляет схема отопления двухэтажного дома, раскрыть плюсы и минусы каждого типа систем.

Однотрубная или двухтрубная?

Как можно понять из названия, эти системы различаются по числу магистральных трубопроводов, подающих теплоноситель в радиаторам. В однотрубной схеме все подводки от батарей присоединяются к одному общему трубопроводу, он является одновременно подающим и обратным. Ярким примером такой системы считается знаменитая «ленинградка», показанная ниже на рисунке:

При кажущейся простоте монтажа и экономии материалов однотрубная система обладает одним серьезным недостатком. Поскольку каждая батарея сбрасывает остывшую воду в общую магистраль, то к следующему радиатору теплоноситель приходит с более низкой температурой и так далее, до конца ветви. Из-за чего самый последний отопительный прибор может быть еле теплым. Что это значит?

Комнату все равно надо обогревать, а значит, придется наращивать теплоотдачу батареи, то есть, увеличивать количество секций. Получается, мы сэкономили на трубах и фитингах, но потратились на дополнительные секции. Прибавьте сюда трудности с регулированием в двухэтажных домах и невозможность естественной циркуляции.

Недостаток двухтрубной системы состоит лишь в том, что на ее сборку нужно больше материалов, так как в этом случае подающий и обратный коллектор разделены. То есть, теплоноситель приходит ко всем батареям по одной трубе, а уходит – по другой. Данная схема системы отопления частного дома обладает множеством достоинств, а потому наиболее популярна. Это повод для того чтобы остановить свой выбор именно на двухтрубной системе.

Виды двухтрубных систем

В настоящее время в частном домостроительстве используются следующие виды двухтрубных схем:

• с естественной циркуляцией;
• с принудительной циркуляцией;
• коллекторная система;
• схема с двухконтурным котлом.

Каждая из приведенных систем имеет свои особенности, преимущества и недостатки, определяющие ее сферу применения. Рассмотрим все схемы по порядку и раскроем их особенности.

Система с естественной циркуляцией

Принцип ее действия основан на конвективном движении воды. Горячий теплоноситель, выходящий из котла, имеет меньшую плотность и вес, нежели охлажденная вода, приходящая по обратной магистрали. Последняя стремится опуститься вниз и вытеснить более легкий нагретый теплоноситель. За счет этого и происходит естественная циркуляция. Для нормальной работы системы требуется выполнение нескольких условий:

• из-за низкой скорости движения жидкости диаметры труб должны быть увеличены, чтобы обеспечить необходимый расход теплоносителя;
• разность плотностей и масс воды с разной температурой невелика, поэтому схема отопления с естественной циркуляцией должна монтироваться с большими уклонами горизонтальных участков;
• сеть трубопроводов находится под естественным давлением, создавать избыточное – недопустимо, иначе течение жидкости прекратится. Значит, расширительный бак может быть только открытого типа и должен устанавливаться выше всей системы;
• чтобы выдержать все уклоны, котел часто приходится размещать в небольшом углублении.

Что же нам дает такая схема разводки отопления в двухэтажном доме, где соблюдение всех условий требует тщательных расчетов и приводит к большому расходу материалов и сложности монтажа? Ответ прост: гравитационная схема, функционирующая совместно с обычным твердотопливным или газовым котлом, делает водяное отопление двухэтажного дома независимым от электричества. Подчас это очень важный фактор, например, в районах с ненадежным электроснабжением. Это и есть сфера применения самотечных систем.

Система с принудительной циркуляцией

Здесь движение теплоносителя по сети трубопроводов происходит за счет работы циркуляционного насоса, создающего в ней избыточное давление. Введение в схему перекачивающего устройства позволило добиться таких преимуществ:

• уменьшение диаметров труб. Скорость течения жидкости выросла, и теперь для обеспечения потребного расхода можно применить меньшее проходное сечение труб;
• повышение эффективности работы. Если схема отопления с принудительной циркуляцией разработана грамотно, то вода с высокой температурой успешно достигнет как ближних, так и самых дальних радиаторов;
• трубы можно укладывать наиболее удобным способом, что играет огромную роль в вопросах дизайна интерьера. Львиную долю магистралей можно спрятать, используя короба или конструкции пола и стен;
• удобство и комфорт при эксплуатации. Дело в том, что принудительная циркуляция дает возможность реализовать любые проекты по автоматизации поддержания климата в доме;
• экономичность в расходе энергоносителей. Вывод проистекает из предыдущего пункта, так как автоматика позволяет обогревать помещения по суточному графику в то время, когда там есть люди;
• система легко поддается регулированию.

Примечание. В двухэтажные дома, где задействована старая схема с естественной циркуляцией, всегда можно поставить насос. Эта модернизация позволит реализовать если не все, то основные преимущества напорной системы.

Монтаж схемы с искусственным побуждением трудоемок, но относительно несложен, его можно спокойно выполнить своими руками. Взять хотя бы расширительный бак мембранного типа, который не надо ставить на чердаке, да еще и контролировать уровень воды, как при самотеке. Его место – в помещении топочной, около котла.

Самым существенным недостатком схемы является ее энергозависимость. Стоит только отключить двухэтажный дом от электроэнергии, и через некоторое время тепла в помещениях как не бывало. Способы устранения недостатка хотя и просты, но затратны: приобретение и использование электрического генератора или, на худой конец, блока бесперебойного питания.

Что же касается якобы высокой стоимости материалов, то мы уже обсуждали этот вопрос, говоря об однотрубной системе. Хотя следует отметить, что стоимость зависит от количества регулирующей арматуры и средств автоматизации, заложенных в проект отопления. В бюджетном исполнении сборка схемы обойдется немногим дороже однотрубной.

Коллекторная система отопления

Это одно из новых веяний в сфере отопления частных домов, появившихся относительно недавно и произошедшее от двухтрубных напорных систем. Только в отличие от них коллекторная система отопления двухэтажного дома имеет множество ветвей, сходящихся к одному центру – распределительному коллектору. Схема напоминает множество лучей, расходящихся во все стороны, с распределителем внутри, как показано на рисунке:

Как видите, лучевая система отопления предусматривает отдельное подключение каждого радиатора к коллектору, напрямую связанному с котлом. При этом «лучи» полностью запрятаны в конструкции пола, а распределитель встраивается в стену внутри специального шкафа. На виду остаются только подводки к батареям, да еще ветка, идущая от котла.

Излишне убеждать кого-то в том, что коллекторная схема отопления в двухэтажном жилище – самая эффективная из всех. Каждый радиатор запитан отдельно, друг на друга они влияния не оказывают. Регулировку и автоматизацию можно внедрять какую угодно. Радужную картину портит лишь одно обстоятельство – дороговизна. Сей факт тоже хорошо понятен при одном взгляде на схему. Еще есть и недостаток, перешедший по наследству – зависимость от электричества.

Схема отопления с двухконтурным котлом

В действительности схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом ничем не отличается от обычной двухтрубной системы. Проблема несколько надумана и ее решение никак не зависит от сетей отопления. Суть вопроса в том, что двухконтурный котел во время подогрева воды отключается от системы и занимается исключительно ГВС. Если это занимает много времени, то здание начинает остывать и внутри становится прохладно.

Подобная ситуация – следствие неверного подбора мощности котла, монтаж отопления здесь ни при чем. Мощность теплогенератора должна определяться с учетом нагрева воды на ГВС. Если этого не сделано и котел уже установлен, то выход только один – уменьшать температуру нагрева воды и расходовать ее экономно.

Какая система отопления лучше для двухэтажного дома?

Ответ на вопрос зависит от индивидуальных условий и пожеланий. Хотите не зависеть от электричества – придется сделать самотечную систему со всеми ее недостатками. Когда есть желание и возможности соорудить эффективную и экономичную схему – то система с коллекторным присоединением к вашим услугам.

На практике разводка отопления в двухэтажных домах чаще всего бывает двухтрубной с принудительной циркуляцией. С точки зрения стоимости и эффективности это оптимальное решение, оно позволяет реализовать массу возможностей и экономично обогревать жилище, понеся затраты средних размеров. Да и для самостоятельной сборки эта схема достаточно удобна.

Система отопления одноэтажного строения не вызывает особых вопросов даже у неопытных, мало разбирающихся в этой отрасли людей. Большинство представляют, как ее можно обустроить, а потому лишь уточняют некоторые непонятные для себя детали. А вот схема отопления 2 х этажного частного дома - более сложна не только в реализации, но и просто в понимании.

Если у вас двухэтажный собственный дом или загородный коттедж, вы хотите своими руками обустроить систему отопления, но не знаете, с чего начать - наша статья поможет вам решить все возникающие проблемы.

Разнообразие вариантов

Главная особенность заключается в том, что необходимо обеспечить подъем теплоносителя на второй этаж, то есть на заданную проектом строения высоту. Как решить этот вопрос - мы и поговорим в этом разделе.

Для начала давайте определимся с тем, какое именно оборудование и составные части требуются:

• котел;
• трубы и батареи;
• запорная арматура;
• регуляторы температуры, прочие дополнительные измерительные приборы, датчики контроля.

Работа всей системы напрямую зависит от качества используемых составляющих - поэтому не экономьте на них! Современное, надежное оборудование не только обеспечит нужный вам микроклимат, но и позволит избежать аварийных ситуаций.

Теперь перейдем к разнообразным схемам, применяемым при обустройстве системы подачи тепла в двухэтажных строениях.

Проверенные виды схем отопления

Выделяется несколько проверенных временем и множеством людей конструкций:

• с нижней разводкой;
• с верхней разводкой;
• 1-трубная система;
• 2-трубная система;
• в зависимости от типа применяемой циркуляции - принудительной или естественной;
• в зависимости от положения стояков - традиционные, вертикальные или горизонтальные (встречаются крайне редко)

Чаще всего встречается схема, предусматривающая принудительное движение теплоносителя. Она более эффективна, позволяет обеспечить равномерное прогревание всего дома. Но дополнительно понадобится установить специальный нагнетающий давление насос и расширительный бак. Котел может быть фактически любым - и газовым, и твердотопливным, и так далее.

Какая схема лучше?

Чаще всего принято использовать двухтрубную схему, которая характеризуется:

• универсальностью;
• надежностью;
• экономичностью.

Например, при использовании однотрубного варианта не получится обеспечить регулировку уровня прогрева отдельных батарей, ведь в этом случае предусмотрено последовательное подключение всех используемых радиаторов и при перекрытии подачи теплоносителя на один из них все последующие так же будут получать меньше тепла.

В двухтрубной схеме каждая батарея подразумевает подключение двух отдельных труб:

• для подачи теплоносителя;
• для его отвода.

Это позволяет также обеспечить установку на каждую батарею регулировочного вентиля, что даст возможность контролировать температуру в любой комнате вашего дома, а не привязываться ко всему зданию.

Обязательно внимания заслуживает коллекторный тип - он более дорогой в своем обустройстве, а потому не такой популярный, но имеет свои положительные качества. Среди таковых - скрытое расположение всех труб, что позитивно отражается на интерьере. Конструкционные особенности следующие:

• котел помещается на первом этаже;
• расширительный бачок - на верхнем;
• трубы проходят под полом, под потолком или под подоконниками.

Также на каждую батарею можно установить клапан для контроля уровня температуры в отдельных комнатах.

Из приведенного описания можно сделать промежуточный вывод - оптимальным вариантом станет монтаж либо двухтрубной, либо коллекторной схемы. Первая дешевле, вторая дороже, но выигрывает с эстетической точки зрения!

На видео - монтаж двухтрубной системы отопления своими руками

Выбираем трубопроводы

Выбор оборудования - важный момент. Каким именно котлом пользоваться - дело индивидуальное, все зависит от ваших предпочтений и финансовых возможностей. Если вас не пугают счета за отопление, можете оставить газовый, а если хотите сэкономить - выбирайте твердотопливый или так называемый гибридный, который может работать на разных видах топлива (газ-электричество, твердое топливо-электричество, электричество-жидкое топливо и т.д.). Подробнее о гибридных котлах вы узнаете в статье .

Гибридный котел на порядок дороже монотопливного котла, но в конечном итоге это реальная возможность всегда находится в теплом доме, и сэкономить на одном из видов топлива.

Если вопрос подбора котла индивидуален и конкретных советов дать мы не сможем, то с трубами для разводки все не так. В этом мы готовы вам помочь. Итак, при выборе труб важно помнить, что от их материала зависит не только надежность и долговечность системы, но и скорость прогрева помещения.

Если вы хотите достичь высокого уровня теплоотдачи, рекомендуются медные трубы, которые, кстати, отменно противостоят появлению коррозии, способны выдержать даже высокое давление;

Бюджетный, распространенный сегодня вариант - это металлопластиковые модели, которые, впрочем, также характеризуются высоким качеством и теплоотдачей.

Не забывайте о наличии расширительного бака - это обязательный элемент схемы, способствующий сохранности системы отопления!

Также нужно помнить и о том, что внутри металлопластиковых моделей не собираются разнообразные отложения, не образуются «заторы». Даже при прошествии большого промежутка времени ваша система будет работать максимально эффективно!

Все прочие виды труб признаны неэффективными, быстро теряющими свою надежность и не способны обеспечить качественный обогрев помещения на протяжении многих лет.

Что нужно еще помнить?

Обязательно учитывайте все мелочи и детали. Ведь необходимо создать не только эффективную, но и долговечную систему обогрева, которая будет работать на протяжении минимум 25-50 лет, не требуя капитального ремонта и замены. Лучше один раз «вложиться», потратить большую сумму, но наслаждаться теплом в доме всю свою оставшуюся жизнь!

Тем более что правильно подобранная схема, ответственно сделанная система отопления позволит:

• создать идеальный микроклимат в доме даже в лютые морозы;
• качественно прогревать каждую отдельную комнату;
• контролировать температуру в каждой комнате;
• снизить затраты на закупку топлива, энергоносителей, ведь их потребление будет меньшим.

Да и в целом отсутствие каких-либо проблем в функционировании системы отопления позволит вам избежать лишних, незапланированных затрат.

Схема радиаторного отопления на видео

Мы привели вам основные, наиболее востребованные варианты создания отопления в двухэтажном частном доме. Такие способы будут актуальны и для загородных коттеджей. Представленные в статье рисунки позволят лучше понять принципы обустройства системы - уверены, что наша информация будет полезной для вас, позволит избежать лишних трат.

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.

Мы расскажем о том, каким образом к котлу можно подключить ещё один радиаторный контур, скажем, контур второго этажа здания, а также рассмотрим, как подключить контур тёплого пола.

1. Подключение радиаторного контура

После котла два контура разделяются при помощи коллекторов на подаче и обратке, а уже к коллекторам подключаются радиаторные контуры первого и второго этажа.

Не забывайте ставить запорную арматуру непосредственно в самих коллекторах.

Так как мы имеем два радиаторных контура первого и второго этажа, этими задвижками можно без проблем производить балансировку.

Обычно приходится поджимать второй этаж. Давайте подробнее рассмотрим, какую там нужно применять схему.

Допустим, в доме мансарда, и туда нужно провести отопление, при этом можно подключить только два или четыре радиатора. В таком случае нет никакого смысла строить схему Тихельмана, достаточно провести подачу и обратку с первого этажа и применить обычную двухтрубную систему.

В итоге получились два небольших контура. При таком подключении всё будет неплохо работать. Но если полноценный второй этаж и много радиаторов, расположенных по всему периметру этажа, то в этом случае стоит подключить радиаторы по схеме Тихельмана.

Мы получаем ту же схему подключения, что и на первом этаже.

Весь теплоноситель двигается в одном направлении – и подача, и обратка. При этом не нужно производить балансировку на самих радиаторах.

Все радиаторы греют одинаково на 100% своей мощности.

1. Как подключить тёплый пол к системе

Тёплый пол подключается отдельным третьим контуром, и коллектора придётся устанавливать уже на три выхода.

Ещё для обвязки тёплого пола потребуется коллектор, отдельно циркуляционный насос и смесительный узел. В итоге получилась вот такая схема подключения трёх отдельных контуров.

Если дом достаточно большой, первый этаж имеет площадь больше 100 м², есть вероятность, что встроенный циркуляционный насос в котле не справится и не обеспечит нормальную циркуляцию для всей системы отопления.

Тогда придётся заменить обвязку котла. Посмотрите, как это лучше сделать. Для этого понадобятся распределительные коллектора на подаче и на обратке. В начале подключаем к коллектору контур тёплых полов со своим смесительным узлом.

Затем на коллектор устанавливается второй циркуляционный насос, к нему мы устанавливаем на подаче коллектор на два выхода.

Так же ставим на обратку.

К этим коллекторам подключаем контура первого и второго этажа.

Таким образом, мы на отдельный циркуляционный насос подключили два радиаторных контура. Далее мы их подключаем к котлу. Получается вот такая схема:

Получилось три циркуляционных насоса – два на распределительном коллекторе и один в котле. Между ними может возникнуть конфликт. Они могут мешать нормальной работе системы, поэтому стоит установить байпас между котлом и распределительным коллектором.

За счёт встроенного байпаса получается нулевая разница давлений между подачей и обраткой. Не забывайте ставить на коллекторах задвижки для балансировки системы и дополнительные автоматические воздухоотводчики на самих коллекторах.

Если площадь второго этажа тоже больше 100 м², то второй этаж лучше подключить на отдельный циркуляционный насос.

Если до этого был установлен байпас между котлом и распределительным коллектором, лучше поставить маленькую гидрострелку.

Всё подключаем обратно к котлу, ставим шаровые краны с накидными гайками и фильтры на обратке, а также автоматический воздухоотводчик на саму гидрострелку.

В некоторых случаях автоматический воздухоотводчик требуется установить ещё и на самих контурах после распределительного коллектора. Если у вас трубы после распределительного коллектора сразу идут вверх, воздухоотводчик можно и не ставить, но если трубы сразу идут вниз, лучше поставить автоматические воздухоотводчики на подачу и на обратку.

Установить их можно с помощью обычных тройников.

Не забывайте про сливной кран на гидрострелке. Таким образом, при данной схеме с гидрострелкой все насосы работают независимо друг от друга. Например, ранней осенью можно включить только контур тёплых полов, остальные контура будут отключены. Потом дополнительно можно включить радиаторный контур первого этажа. В насос радиаторного контура второго этажа можно дополнительно установить термостат, и насос будет сам включаться и отключаться в зависимости от заданной температуры.

В данной схеме применяется настенный котёл, но иногда приходится ставить напольный.

1. Вариант подключения этой схемы с напольным котлом

Обычно напольные котлы идут одноконтурные, только для отопления, без контура горячего водоснабжения. Эти котлы дополнительно приходится укомплектовывать циркуляционным насосом и расширительным баком.

В 90% случаев к напольному котлу приходится ставить накопительный бойлер косвенного нагрева для горячей воды.

В этом случае необходима гидрострелка и распределительный коллектор с отдельными насосами.

Можно добавить, что к готовой схеме можно очень подключить какой-нибудь резервный котёл. Таких схем имеется достаточно большое количество.

Уже многие инженерные компании предлагают готовые решения, у них тоже можно найти для себя какую-нибудь подходящую схему.

Все права на видео принадлежат: Марат Ишмуратов

Существует несколько разновидностей систем отопления, которые могут быть использованы в жилой малоэтажной застройке. Они значительно отличаются по своей компоновке и составу. Эта статья посвящена следующим вопросам: какая схема отопления двухэтажного дома считается оптимальной, ее основные элементы, особенности построения и разводки. А также предоставлены формулы для самостоятельного расчета проекта отопления.

Разновидности систем отопления

Схемы отопления, помимо классификации по типу топлива, используемого котлом (газовые, твердотопливные, электрические), разделяют по следующим параметрам:

• по способу циркуляции теплоносителя - естественные/принудительные;
• по наличию избыточного давления - открытые/закрытые (безнапорные/напорные);
• по виду разводки контуров - горизонтальные/вертикальные, однотрубные/двухтрубные, верхние/нижние, последовательные/коллекторные (лучевые).

Рассмотрим подробней перечисленные компоновки отопительного оборудования применительно к двухэтажным жилым домам.

Естественная, принудительная, комбинированная циркуляция

Большинство современных схем отопления использует циркуляционные насосы для принудительной транспортировки теплоносителя в замкнутом контуре. Это позволяет:

• быстро и равномерно нагревать радиаторы на обоих этажах здания;
• поддерживать небольшой перепад температур между подачей и обраткой;
• создавать гидравлический напор 5-10 м и более (в зависимости от мощности циркуляционного насоса).

Недостаток напорной схемы - ее энергозависимость. При длительных отключениях электричества для поддержания работоспособности отопления требуется альтернативный источник электроснабжения.

Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома

Естественная (гравитационная) циркуляция теплоносителя до сих пор используется в схемах отопления двухэтажных домов с подвалами или цокольными этажами. Для неё характерна установка котла на самом нижнем уровне здания. Подача горячего теплоносителя осуществляется в разгонный коллектор - вертикальную трубу. Она оканчивается в своей наивысшей точке расширительным бачком. Теплоноситель перетекает по системе из-за разницы плотности холодной и горячей жидкости.

Если естественного гидравлического напора оказывается недостаточно, то циркуляцию теплоносителя обеспечивают за счет применения комбинированной схемы. В этом случае тепловой насос (достаточно маломощного агрегата) врезается не в разрыв магистрали подачи теплоносителя, а параллельно с ней. На участке подачи между двумя врезками (фактически - эта часть магистрали становится с байпасом) устанавливается кран или шаровый обратный клапан. При первичном запуске и/или интенсивном использовании отопления, теплоноситель по системе перегоняет циркуляционный насос. Если происходит сбой в электроснабжении (насос отключён) система самостоятельно (через обратный клапан) или принудительно (через байпасный кран) переводится на режим гравитационной циркуляции.

Расположение основных элементов системы отопления по гравитационной схеме движения теплоносителя в двухэтажном доме

Открытая и закрытая схемы

Её основное преимущество - простота обвязки котла. Открытая, зачастую гравитационная разводка, оборудуется атмосферным расширительным баком (он также выполняет функции воздухоотводчика и предохранительного клапана). Гидростатическое давление в открытом контуре равно расстоянию от зеркала воды в баке до самой нижней точки - обратки котла.

Закрытая компоновка характеризуется избыточным давлением, поэтому комплектуется мембранным расширительным бачком. При этом, если на стыках её элементов отсутствуют утечки, то обновление теплоносителя практически не требуется. Это служит хорошей профилактикой процесса формирования налетов накипи, которая снижает КПД теплопередачи и увеличивает гидросопротивление контуров.

Горизонтальная и вертикальная системы

Горизонтальная разводка используется не только в одноэтажных (одноуровневых) сооружениях. Она применяется как составная часть вертикальной, в схеме разводки отопления частного дома на 2 этажа. К примеру, стояк, проходящий от подвала или цокольного этажа к чердаку, является вертикальной разводкой, а подключённые к нему радиаторы отопления расположенные на этажах - горизонтальной.

Горизонтальная и вертикальная (двухтрубная) схема подключения

Схемы верхнего и нижнего подключения контуров

Они относятся к системам двухтрубного отопления. При верхней подаче, труба горячего теплоносителя выводится на чердак двухэтажного дома, затем оттуда разделяется на вертикальные и горизонтальные стояки. Обратка прокладывается в подвале. Для активации отопления достаточно открыть запорную арматуру на обеих магистралях и стравить воздух через единственный верхний воздухоотводчик.

В случае нижнего подвода теплоносителя подающая и обратная магистрали прокладываются в подвальном помещении, где к ним подсоединяются вертикальные стояки. При запуске отопления приходится стравить воздух уже с каждого из них.

Схемы двухтрубных систем отопления с нижней и верхней разводкой подающего трубопровода:

1. Котел
2. Циркуляционный насос
3. Расширитель закрытого или открытого типа.
4. Воздухосборник
5. Кран Маевского

Важно! С точки зрения эффективности обогрева особой разницы для двухэтажного дома между верхней и нижней разводкой нет. Однако первую проще активировать, вторую - настраивать.

Коллекторная (параллельная) и последовательная схемы

Коллекторная	Последовательная
ДОСТОИНСТВА
Температура каждого радиатора регулируется независимо и с одного места	Сравнительно небольшой метраж труб
Теплоноситель распределяется равномерно без дросселирования	Оперативность установки
НЕДОСТАТКИ
Большой расход труб	Неравномерный нагрев радиаторов
Необходим скрытый монтаж трубопровода	Необходимость установки регулирующей арматуры на каждый радиатор отдельно

Для двухэтажного жилого дома со сложной планировкой рациональней использовать коллекторную схему подключения. Она способствует более точной регулировке температуры, а также экономии энергоресурсов.

Однотрубная и двухтрубная компоновки

Однотрубная система подачи теплоносителя (ленинградка) - это кольцо, проложенное по периметру этажа, к которому подсоединены радиаторы отопления. Для двухтрубного отопления характерна подача теплоносителя по одной трубе, а его возврат по другой.

В системах отопления для двухэтажных домов наиболее целесообразно применять двухтрубные схемы с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Однотрубная разводка

Радиаторы подключаются в разрыв или параллельно трубопроводу (по байпасной схеме). Второй вариант предпочтительнее. Он предоставляет возможность отключения радиатора без остановки всей системы и слива теплоносителя.

Нижняя схема подключения радиаторов, в которой труба подачи горячего теплоносителя выполняет функцию байпаса:

1. Котёл
2. Расширительный бачок открытого типа
3. Радиаторы отопления
4. Кран Маевского для стравливания воздуха
5. Кран для слива и наполнения системы

Эффективная высота однотрубной системы до 30м, что полностью перекрывает потребности 2-этажного дома. Тем не менее для неё известен ряд технических и эксплуатационных сложностей:

1. В 2-х этажном доме для качественного и равномерного прогрева помещений применяется несколько однотрубных контуров. Такая схема требует особо точного согласования гидродинамических характеристик всех трубопроводов. В противном случае теплоноситель пойдет только по одному из контуров, имеющему меньшее гидродинамическое сопротивление.
2. Низкая скорость теплоносителя приводит к его переохлаждению, что негативно отражается на камере сгорания котла.
3. Даже со специальной арматурой, установленной на каждой из батарей, температуру в отдельном помещении регулировать сложно. При изменении тепловых настроек одного радиатора, полностью нарушается гидродинамическое сопротивление, а значит и эффективность всей системы.

Двухтрубная

Различают два типа двухтрубной системы (рис. ниже):

1. Тупиковая схема (подача и обратка идут во встречных направлениях). Существенный недостаток тупиковой схемы - неравномерность нагрева радиаторов. Ближе к котлу они будут заметно горячее. На практике эта проблема решается установкой на радиаторы игольчатых дросселей или термоголовок. Они позволяют регулировать подачу теплоносителя в ручном или полуавтоматическом режиме соответственно.
2. Петля Тихельмана (подача и обратка идут в одном направлении). Контур формируется таким образом, что образуются параллельные петли. Они характеризуются одинаковыми длинами и близкими параметрами гидравлического сопротивления. В результате температура всех радиаторов имеет одинаковые значения без использования корректирующего оборудования.

Проект системы отопления частного двухэтажного дома по схеме Тихельмана предусматривает подключение радиаторов во всех помещениях к одной петле, а не на несколько колец на каждый этаж, как в однотрубной схеме.

Особенности схемы Тихельмана:

• Использование большего количества радиаторов, чем в однотрубной схеме;
• Установка в сооружениях со сложной планировкой;
• Нет необходимости в принудительной балансировке контуров, приобретении и монтаже дорогостоящих регулировочных устройств;
• Все помещения прогреваются одновременно и равномерно;
• Простота обслуживания;
• Отсутствие резких перепадов температуры способствует долговечности отопительных коммуникаций и оборудования.

Основной недостаток петель Тихельмана - некоторое увеличение себестоимости монтажа, вызванное удлинением трубопроводов.

Технические особенности построения отопительной системы

На практике, для двухэтажных домов «чистая» схема Тихельмана используется редко. Чаще применяется обустройство двухтрубного стояка, соединяющего этажи, от которого уже разводятся петли на каждый этаж. Такая схема требует врезки в линию подачи балансировочного крана на каждый контур.

Циркуляционный насос рекомендуется устанавливать через параллельную врезку на каждом этаже. Использование одного агрегата не рекомендуется, хоть и допустимо. Причина заключается в следующем. Теплоноситель в предложенной схеме не будет передвигаться самотеком, как при попутной двухтрубной или однотрубной схеме. И при выходе из строя единственного циркуляционного насоса система отопления перестанет функционировать.

Основные элементы системы отопления

• Котёл. Независимо от того газовый он, электрический или твердотопливный основными его показателем является мощность (кВт). Также следует обратить внимание на количество контуров. Одноконтурные используются исключительно для отопления, двухконтурные еще нагревают воду для ГВС.
• Расширительный бачок. Для гравитационных систем открытого типа, для систем с принудительной циркуляцией и избыточным давлением - мембранного.
• Циркуляционный насос - для активации перемещения теплоносителя в контуре.
• Бойлер косвенного нагрева. Использует температуру теплоносителя для нагрева воды ГВС.
• Радиаторы отопления. Характеризуются материалом изготовления (чугун, сталь, биметалл), рабочим давлением, мощностью.
• Трубы. Подбираются по величине сечения и материалу изготовления - чугунные, стальные, медные, полимерные.
• Группа безопасности - элемент обвязки котла, включающий манометр, предохранительный и воздушный клапан.
• Гребенка (распределительный коллектор системы отопления) - узел равномерного распределения теплоносителя по системе. Может дополнительно комплектоваться термометрами, регулирующей и запорной арматурой.
• Гидрострелка - устройство для балансировки температуры теплоносителя.

Самостоятельный расчёт схемы отопления

Для расчета схемы необходимо собрать следующие исходные данные:

• Размеры всех внутренних помещений;
• Габаритные, наружные размеры сооружения;
• Размеры дверных и оконных проемов;
• Регион - средняя температура в зимний период;
• Требуемая температура внутри помещений;
• Позиционирование коттеджа по сторонам света;
• Высота и материал возведения наружных стен;
• Тип и толщина утеплителя на стенах, кровле, в подвале.

В конечном итоге на этапе закупок оборудования и материалов вам преимущественно потребуется знание мощности котла и радиаторов, на основе расчетов теплопотерь постройки, а также ряд гидравлических параметров для выбора насоса, расширительного бака и трубопроводов.