Система отопления двухэтажного частного дома

1 Естественная циркуляция нагретой воды по трубам – еще актуальна, но отходит в прошлое

Сейчас в проектах отопления частного двухэтажного дома уже не встретишь чертежей отопительных контуров, работающих без включения в схему циркуляционных насосов. Но еще не так давно обогрев частных домовладений с индивидуальным водяным отоплением осуществлялся исключительно благодаря естественному движению воды по трубам. В некоторых домах, построенных и оборудованных всем необходимым раньше, системы отопления с самотечной циркуляцией теплоносителя функционируют по сей день.

Система отопления с естественной циркуляцией постепенно отходит в прошлое

За счет чего движется жидкость в таких трубных контурах? Циркуляцию здесь обеспечивает разница в плотности воды с различной температурой. Горячая жидкость легче (меньше плотность), поэтому стремится вверх, более холодная – вниз. Нагретый котлом теплоноситель уходит по стояку наверх, на его смену приходит остывшая вода из обратного трубопровода. Это называется конвекцией, которая обеспечивает половину энергии, необходимой для осуществления естественной циркуляции.

Вторую половину движущей силы придает жидкости гравитация. Чтобы сила притяжения действовала эффективнее, горизонтальные трубы контура (лежаки) устанавливают с уклоном в сторону движения теплоносителя. Подающий трубопровод наклонен к радиаторам отопления, обратный лежак – к котлу. Кроме уклона труб в самотечном контуре большое значение для успешного осуществления циркуляции имеют такие факторы:

• положение котла относительно обратной трубы (чем ниже установлен агрегат, тем лучше);
• диаметр трубных коммуникаций (чем шире просвет трубопровода, тем ниже сопротивление);
• сечение внутренних отверстий в батареях (та же закономерность, что и для труб).

Соблюдение этих правил позволяет сделать эффективный самотечный контур в доме своими руками. Однако условия, которые необходимо соблюдать при монтаже системы с естественным движением теплоносителя, являются причиной таких ее недостатков:

• громоздкие трубы (обычно стальные) нельзя проложить скрыто, они всегда на виду;
• для котла необходимо делать углубленную площадку, что делает неудобным его обслуживание;
• необходимо поддерживать разницу между горячим и остывшим теплоносителем не менее 25 градусов;
• оптимальными батареями отопления, имеющими наибольший внутренний просвет и меньшую подверженность коррозии (при естественной циркуляции в теплоносителе много воздуха), являются чугунные (выбор невелик);
• большой объем теплоносителя и необходимость монтировать громоздкий расширительный бак открытого типа;
• сложно провести правильные теплотехнические расчеты для равномерного обогрева комнат.

Кроме того, самотечный контур не способен полноценно обогреть габаритные постройки. Эффективная естественная циркуляция возможна при длине лежаков до 45 м и площади до 180 м2 (в двухэтажном доме). Эти минусы делают самотечные контуры минимально востребованными у домовладельцев. Но все же остаются приверженцы отопительных гравитационных систем, аргументирующие свои предпочтения такими преимуществами самотечных контуров:

• независимость от бесперебойной подачи электричества;
• бесшумность движения жидкости по трубам;
• эффективность отопительной системы при эксплуатации твердотопливных котлов (высокая инерционность частично нивелирует частые и значительные температурные перепады).

Жидкость по трубам в таких системах движется за счет разницы плотности горячей и холодной воды

При монтаже гравитационных контуров применяются две схемы трубной разводки – однотрубная, когда теплоноситель от батарей отводится по той же трубе, что и подается, и двухтрубная, когда подача жидкости и ее отведение обратно к котлу осуществляется двумя коммуникациями. Для отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией применяются те же схемы разводки. На второй этаж теплоноситель подается по стояку, отходящему от котла, остывшая жидкость сверху отводится по обратной вертикальной трубе. Лежаки на обоих этажах присоединяются к стоякам согласно примененной схемы разводки отопительных коммуникаций.

Стандартная разводка отопительных элементов в 2-х этажном доме

Образец разводки отопительных элементов

Рассмотрим схему водяного отопления стандартного здания с двумя этажами. В ней предусмотрено ручное регулирование температуры в каждом отдельном помещении дома. Устанавливается система стандартным образом: с применением горизонтального размещения двух труб, при котором отопительные радиаторы подключены сбоку.

Для системы отопления лучше использовать металлопластиковые трубы, ввиду их прочности и долговечности. Но можно использовать и полипропиленовые трубы, что также будет вполне эффективным решением. Металлопластиковые трубы не требуют специальных навыков монтажа, к тому же внутри них почти не бывает засоров или налипания грязи. Полипропиленовые трубы можно собирать самому, они легки и надежны.

На этапе проектирования системы рассчитывается необходимое количество угловых, разводных и соединительных узлов системы, размечается количество и места установки кранов и заглушек. Проводится анализ необходимого количества радиаторов обогрева и количество секций в каждом из них, от этого в дальнейшем будет зависеть количество тепла, отданного радиатором. Для каждого обогревательного радиатора устанавливаются крепежные кронштейны, в количестве, определенном размерами радиатора.

На схеме присутствует обозначение, где в системе необходимо установить отопительный котел, расширительный бак, а также насос. Отопительный котел может работать на различных видах топлива, но самыми популярными являются газ, твердое топливо или электричество. В новых домах и коттеджах твердое топливо почти не используется в виду своей низкой экологичности.

Если отопительный котел небольшой, то можно установить его прямо в одном из помещений дома, кладовой комнате, например, или в мастерской хозяина. При этом котел вешается на стену, чтобы не тратить пространство. Не рекомендуется ставить котел в спальнях или помещениях типа библиотеки или кабинета. Это связано с тем, что котел при работе может выделять шум, хоть и негромкий. Большие котлы необходимо размещать в отдельном помещении или даже в отдельно стоящей постройке.

Пример размещения бака в доме

Размещение бака: снизу или сверху.

Если в вашем доме есть подвальное и чердачное помещения, то вы можете сделать систему отопления с нижней разводкой труб или с нижней на свое усмотрение.

• Если разводка верхняя, то котел помещается на чердаке и оттуда горячая вода подается по стояку ко всем отопительным радиаторам.
• Если вы выбрали нижнюю разводку, то бак устанавливают в подвале и оттуда с помощью насоса нагретая вода расходится по трубам.

Какой вариант вы бы не выбрали, расширительный бак всегда устанавливается в самом высоком месте дома, то есть на чердаке. С котлом нагрева при нижней разводке его соединяет стояк.

Система отопления с одной или двумя трубами

Система отопления с одной трубой представляет собой кольцо. Вода из котла идет сперва на один этаж, потом возвращается обратно в бак через другой. В итоге на одном этаже температура выше, на другом ниже. Чтобы скомпенсировать это явление, на нижних этажах (где обычно вода уже не такая горячая) ставят радиаторы большего размера, чем на верхних. К тому же в системе с одной трубой нет возможности отключить один конкретный обогреватель. Необходимо отключать всю систему целиком.

Система отопления образец

Система с двумя трубами сложнее в установке, но зато у нее почти нет недостатков. В такой системе предусмотрены две трубы: горячая и холодная. Поступая в радиатор, горячая вода остывает и выливается в холодную трубу. При этом вы можете перекрыть один из радиаторов, это никак не скажется на работе остальных.

Видео — отопление дома с помощью котла

Видео — схема отопления дома

Видео — как сделать теплый пол в доме

• Двухтрубная система отопления частного дома
• Схема отопления одноэтажного дома — различные варианты
• Однотрубная система отопления частного дома
• Система отопления частного дома

Вид розлива

Естественная циркуляция воды в системе отопления зависит от принципа подачи теплоносителя от котла к отопительным приборам. Различаются контуры с нижним и верхним розливом.

Нижний розлив дает возможность обойтись без монтажа высоких вертикальных труб – коммуникации прокладывают на уровне пола. Такой вариант пригоден только для однотрубных контуров и относится к малоэффективным без установки циркуляционного насоса.

Верхний розлив – оптимальный вариант, поскольку распределительная труба двухтрубной системы располагается под потолком и обеспечивает активную подачу нагретого теплоносителя в каждый радиатор, из которого остывшая вода уходит в трубу обратки, размещенную вдоль пола. Для однотрубной системы розлив верхнего типа также предпочтительнее.

Двухтрубная система отопления с верхним розливом

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.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Двухтрубная система отопления для 2-этажного дома

По-настоящему комфортных условий проживания можно достичь лишь при установке двухтрубной обогревательной системы. Ее конструкция позволяет регулировать температуру в отдельных помещениях и экономить энергетические ресурсы.

Как работает схема с двумя магистралями?

В отличие от однотрубной схемы, двухтрубная состоит из пары магистралей с различным назначением: одна из них подает теплоноситель, вторая выводит обратно. Подключение радиаторов производится не в последовательном порядке, а параллельно. Один контур, с нагретым теплоносителем, отходит от стояка к радиаторам обоих этажей, второй монтируется к выходу котла и также разводится на оба этажа.

Радиаторы снабжены термостатическими клапанами, позволяющими выставлять комфортную температуру. При желании можно снизить интенсивность нагревания частично или полностью перекрыть поступление воды в прибор.

Часть устройств принципиально врезают в обратку, например, перед котлом традиционно монтируют мембранный бак, регулирующий давление, насос циркуляционного типа и предохранительный клапан

В современных 2-этажных домах применяют двухтрубные конструкции, так как они гораздо эффективнее однотрубных:

• уменьшают потери давления;
• не требуют мощного насоса;
• сохраняют температуру теплоносителя одинаковой для каждого радиатора;
• позволяют использовать внутри одной системы множество различных тепловых устройств (например, радиаторы, конвекторы и «теплый пол»);
• дают возможность производить ремонт и замену деталей без ущерба для общего функционала.

Главным недостатком является сложность самостоятельной установки – во время сборки консультация и контроль профессионалов обязательны.

Удачные решения устройства двухтрубной системы

Существует множество воплощений разнообразных схем, но при составлении проекта следует отталкиваться от индивидуальных требований.

Простейшая схема для обустройства обогревательной системы в 2-этажном доме. Для нее характерны следующие пункты: 2 контура для отопления и производства ГВС, жидкий теплоноситель, принудительная циркуляция (+)

Ряд универсальных схем подходят для обеспечения теплом домов различной площади и этажности.

Подробная схема двухтрубной разводки для одноэтажного дома с полностью оборудованным цокольным этажом. Проблема теплоизоляции пола в подвале решена подключением водяной системы «теплый пол»

Если установить дополнительное оборудование, например мембранный бак, возможности системы обогрева расширятся.

А и Б – два варианта устройства разводки, верхнего и нижнего типа. Дополнительное оборудование: расширительный бак, краны Маевского, воздушная линия (+)

На следующей схеме объединены три наиболее востребованных схемы разводки.

1 уровень – тупиковая разводка с параллельным монтажом обоих контуров; 2 уровень – встречная разводка, характеризующаяся двухсторонним радиаторным подключением; 3 – коллекторная разводка с улучшенной балансировкой

Все указанные схемы подходят для отопления 2-этажного здания.

Двухконтурная разводка батарей

Двухтрубная система отопления отличается от однотрубной разделением на две трубы — подачи и возврата теплоносителя. Она обеспечивает равномерный обогрев всех комнат. Такую разводку используют в большинстве новых домов.

Принцип работы

В двухтрубной схеме вода из котла поступает к радиаторам по подающей трубе (магистрали).

Возле каждого радиатора подающая магистраль имеет соединительный входящий патрубок, через который теплоноситель поступает в батарею. Подающая магистраль заканчивается возле последнего радиатора.

Кроме входящего патрубка, у каждого радиатора предусмотрен выходящий патрубок. Он соединяет её с обратной трубой. Обратная магистраль начинается от первой батареи и заканчивается входом в котёл.

Таким образом, нагретая вода поступает в радиаторы равномерно и одинаковой температуры. Из каждого радиатора вода выводится в обратную трубу, где собирается и подаётся в котёл для последующего нагрева. Благодаря такому движению теплоносителя все комнаты в помещении прогреваются одинаково.

Чем отличается

Двухтрубная система отопления включает в себя элементы однотрубной системы и дополнительные устройства. Кроме котла, радиаторов, труб подачи и обратного сбора воды (так называемой обратки), двухтрубная схема включает также циркуляционный насос.

Большая протяжённость магистралей, наличие углов и поворотов в трубах подачи осложняет движение теплоносителя. Поэтому необходима его принудительная циркуляция электрическим насосом.

Фото 1. Циркуляционный насос модели 32-40, напряжение 220 Вольт, производитель — «Oasis», Китай.

Также в двухтрубной схеме присутствует больше кранов, регулирующих подачу воды и её количество. Такой кран устанавливается перед каждым радиатором — на входе и на выходе.

Классификация по расположению

В горизонтальной двухтрубной системе трубы соединяют радиаторы горизонтально. Такая схема работает в отоплении одноэтажного дома или одного этажа многоэтажного коттеджа.

В вертикальной двухтрубной системе трубы соединяют радиаторы, расположенных друг над другом, в одном «стояке». При этом есть отличия от однотрубной вертикальной схемы. Здесь — благодаря наличию трубы подачи и обратки, в вертикальном отоплении могут использоваться батареи любой ширины — многосекционные (поскольку стояки подачи и обратки могут быть удалены друг от друга). Поэтому эффективность двухтрубного вертикального обогрева — выше.

Справка! Желательно, чтобы батареи комнат, расположенных друг над другом, имели одинаковое количество секций. Так проще прокладывать вертикальную трубу обратки.

Нижняя и верхняя обвязка: что эффективнее

Термин «нижней» и «верхней» обвязки обозначает способ подключения батарей в систему отопления. При нижней обвязке входящая вода попадает в батарею через нижний патрубок.

Если она выходит из радиатора также внизу, то эффективность работы радиатора будет снижена на 20-22%.

Если выходящий патрубок будет расположен вверху, то эффективность работы радиатора будет снижена на 10-15%. В любом случае при нижней подаче воды в батареи эффективность обогрева снижается.

При верхней обвязке (подаче) входящий патрубок подключается к радиатору в верхней части. В таком случае движение теплоносителя организовывается эффективнее, батарея будет работать на 97-100% (97% — если входящие и выходящие патрубки расположены с одной стороны радиатора, и 100% — если входящий патрубок с одной стороны сверху, а выходящий — с другой стороны снизу).

Достоинства и недостатки

Достоинства:

• Подходит для организации отопления частных домов большой площади, при этом в систему обязательно врезается циркуляционный насос.
• Обогревает все комнаты на этаже или в стояке равномерно.

Недостатки:

• Обходится дороже однотрубной системы, поскольку требуется вдвое больше материалов — труб между котлом и радиаторами, а также соединительных устройств, кранов, вентилей.
• Циркуляционный электрический насос делает работу системы зависимой от наличия электричества.

Важно! Увеличение количества труб и количества теплоносителя в системе — приводит к росту гидродинамического сопротивления и не даёт возможность воде двигаться самотёком. Необходима принудительная циркуляция и работающий циркуляционный насос