Схемы систем отопления двухэтажного дома

Особенности принудительной циркуляции

Длина отопительного контура в двух- и трехэтажных домах часто слишком велика, чтобы выбор в пользу отопительной системы гравитационного типа был оправданным решением. Есть у нее и другие недостатки, сделавшие схемы с принудительной циркуляцией стандартом де-факто для жилья большой площади.

Теплоноситель в такой системе движется по трубопроводу не под влиянием сил гравитации, а благодаря работе электронасоса. Из-за замкнутости контура на производительность насоса влияет только внутреннее гидравлическое сопротивление теплосети. Этажность не имеет решающего значения.

Поскольку теплоноситель движется быстрее, чем в конфигурациях с естественной циркуляцией, он не успевает сильно остыть, пройдя полный круг. Это обеспечивает равномерность теплоотдачи и экономию газа. Система может работать в низкотемпературном режиме, т.е. топить можно и в межсезонье, когда еще не слишком холодно.

Есть у принудительной циркуляции и недостатки. Главный из них – зависимость от электроснабжения. Отключение электричества влечет за собой остановку насоса. Это приводит к прекращению подачи тепла и возникновению воздушных пробок.

Решается проблема путем установки разгонного коллектора. При отключении электричества такая система продолжит функционировать в режиме естественной циркуляции.

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.

Что подразумевается под «ленинградкой»?

Такое эксцентричное название отопительная система приобрела благодаря одноимённому городу, где её впервые использовали для обогрева многоквартирных построек. Её разрабатывали во время острой недостачи жилплощади в бывшем Союзе с целью максимально сэкономить на изделиях трубопрокатной промышленности. Однако с того времени схема отопления была сильно изменена и усовершенствована. хотя и сохранила все основные преимущества, которые и по сей день привлекают очень много домовладельцев стремящихся не сильно тратиться на организации обогрева собственного дома:

• минимальный объем расходных материалов;
• простота проведения монтажных работ, которые вполне под силу выполнить самостоятельно;
• доступность покупки всех комплектующих;
• простота и дешевизна в процессе эксплуатации.

В основе схемы обустройства современного отопления «ленинградка» лежит простейший принцип подключения всех приборов отопления последовательным способом одним трубопроводом, по которому будет циркулировать теплоноситель. При этом пройдя полный круг и выйдя из самого дальнего радиатора, остывшая вода снова возвращается в центральный агрегат — котёл для повторного нагрева. Благодаря этому происходит перемещение теплоносителя, в качестве которого используют горячую воду в замкнутом отопительном контуре. При этом в процессе движения воды она отдаёт своё тепло батареям, которые прогревают воздух в помещении.

Схемы по направлению теплоносителя

С горизонтальной разводкой

Схема газового отопления с горизонтальным типом разводки производится следующим образом:

…

• от газового котла пускают трубопровод по полу первого этажа или подвала;
• далее трубы заходят в радиаторы и соединяют их в одну систему.

Такой вариант схемы подходит для одноэтажных домов. Ее особенностью является обязательное устройство отвода воздуха с помощью кранов Маевского и использования расширительного бака.

С вертикальной разводкой

Данный вариант используется для обогрева многоэтажных домов. Схема вертикальной разводки отличается тем, что теплоноситель от агрегата подается на верхний этаж или чердак, а оттуда спускается вниз по нескольким стоякам, проходит через все радиаторы и возвращается обратно в котел.

Для удаления лишнего воздуха на чердаке устанавливается расширительный бак. Вариант с вертикальной разводкой более эффективен, чем с горизонтальной, так как в первом образуется более высокое давление.

…

Преимущества и недостатки

Плюсы и минусы двухтрубной системы следует рассматривать с учётом эксплуатационных свойств и технических характеристик.

Преимущества	Недостатки
Одинаковая температура теплоносителя во всех радиаторах	Повышенный расход труб – к радиатору необходимо вести 2 ветки, подводящую и отводящую
Регулировка теплоотдачи каждой батареи	Большой диаметр труб стояка и подводки к первым в контуре радиаторам
Небольшое гидравлическое сопротивление
Работоспособность всей системы при поломке одного или нескольких радиаторов
Использование в зданиях большой этажности
Гибкость вариантов подводки – в полу, в стенах, вдоль стен, под потолком и за фальшпотолком

Несколько слов о расчетах

Важный шаг при выборе подходящей системы отопления — расчет возможных теплопотерь. Этот показатель позволяет правильно рассчитать мощность отопительного оборудования, количество радиаторов и т. п.

Чтобы определить, какое количество тепловой энергии будет покидать дом, учитывают количество и размеры оконных проемов, количество дверей, наличие лестничных проемов и прочие факторы. При этом в качестве норматива для жилых помещений обычно принимается температура воздуха 23 градуса, а для подсобных помещений — 18-20 градусов. Тепло также может уходить через пол, перекрытия и т. п. Более подробный расчет вы можете провести здесь.

Количественные потери тепла в зависимости от всех этих факторов находятся в специальных расчетных таблицах. Готовый результат следует увеличить примерно на 20-30%, чтобы учесть тепло, которое уходит через вентиляцию.

Гравитационная система с естественной циркуляцией

Перемещение теплоносителя по системе происходит самотеком.

Принцип работы

При подогреве теплоносителя происходит его расслоение: нижний слой с более высокой плотностью выталкивает более прогретую воду в систему. Разница плотностей обеспечивает естественную циркуляцию  жидкости по трубопроводам.

Устройство

Расширительный бак устанавливается в верхней точке системы, который обеспечивает расширение воды в системе, производит сброс жидкости и подпитку в системе.

Котел необходимо устанавливать в подвальных или цокольных помещениях. Следует помнить, что уровень труб обратного контура должен быть заложен ниже котла.

Горизонтальные участки трубопроводов прокладываются с уклоном – в верхним точкам подключения радиаторов и от нижних на пути к котлу.

Важно! Для обеспечения высокого КПД необходимо использовать трубы с большим условным проходом, что обеспечивает низкий коэффициент сопротивления внутренних поверхностей труб.
Схема гравитационной системы отопления

Преимущества:

• Автономность. Данная схема может работать без применения электроэнергии. Лучший вариант для удаленной местности, где наблюдаются перебои с поставками электричества.
• Длительный срок эксплуатации. Из-за низкого давления в системе оборудование менее подвержено износу.
• Бесшумность, т.к. наличие циркуляционного насоса не предусмотрено.

Недостатки:

• Большой расход материалов. Большие затраты, т.к. применяются трубы больших диаметров.
• Трудоемкий процесс монтажа. Сложность обеспечить правильный уклон.
• Применяются в домах с суммарной площадью трубопроводов не более 150 м2.
• Длительный процесс нагрева помещений.
• Сложность отвода кислорода из теплоносителя. Может быть устранено путем проектирования правильного уклона труб, который обеспечит естественный отвод пузырьков через расширительный бачок в воздух.

Монтаж отопления в частном доме своими руками: полезные советы

Центральной частью конструкции является котел с теплоносителем. Для достижения комфортной температуры нужно правильно выбрать его мощность. Если она недостаточна, возникают проблемы с эксплуатацией, когда требуется постоянно использовать элемент на предельной мощности. Это приводит к быстрому выходу оборудования из строя.

В больших многоэтажных домах хорошим выбором будет использование двухконтурного отопления, хотя разводить трубы и обвязывать котел сложнее, чем в одноконтурных вариантах.

В большинстве случаев крепление радиаторов настенное Поэтому желательно со стороны стены прикрепить отражающую пленку для теплопотерь.

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.

Как работает самотечное отопление двухэтажного дома:

1. Удельный вес нагреваемой котлом воды становится меньше. Более холодный и тяжелый теплоноситель начинает вытеснять горячую воду вверх и занимать ее место в теплообменнике.
2. 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.
3. 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.
4. Прирост объема воды компенсируется расширительным баком, установленным в самой высокой точке. Обычно утепленная емкость располагается на чердаке здания.

В современном исполнении гравитационные системы оснащаются насосами, ускоряющими циркуляцию и прогрев помещений. Перекачивающий агрегат ставится на байпасе 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:

• из-за малой скорости протока нужно повышать расход теплоносителя за счет применения труб большого диаметра, иначе радиаторы не прогреются;
• чтобы «подстегнуть» естественную циркуляцию, горизонтальные участки прокладываются с уклоном 2—3 мм на 1 м магистрали;
• здоровые трубы, идущие под потолком второго этажа и над полом первого, портят внешний вид комнат, что заметно на фото;
• затруднено автоматическое регулирование температуры воздуха – на батареи нужно покупать только полнопроходные термостатические клапаны, не препятствующие конвективной циркуляции теплоносителя;
• схема неспособна работать с теплыми полами и в 3-этажном доме;
• увеличенный объем воды в отопительной сети подразумевает длительный прогрев и большие затраты топлива.

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.

Советы по проектированию

Если разработку самотечной схемы отопления вы взяли в свои руки, обязательно учтите следующие рекомендации:

1. Минимальный диаметр вертикального участка, идущего от котла, — 50 мм (имеется в виду внутренний размер условного прохода трубы).
2. Горизонтальный раздающий и собирающий коллектор допускается уменьшить до 40 мм, перед последними батареями – до 32 мм.
3. Уклон 2—3 мм на 1 м. п. трубопровода делается в сторону радиаторов на подаче и котла – на обратке.
4. Входной патрубок теплогенератора должен располагаться ниже батарей первого этажа с учетом уклона обратной магистрали. Возможно, в котельной придется сделать небольшой приямок под установку источника тепла.
5. На подводках к отопительным приборам второго этажа лучше поставить прямой байпас малого диаметра (15 мм).
6. Верхний раздающий коллектор постарайтесь уложить на чердаке, чтобы не вести под потолками комнат.
7. Используйте расширительный бак открытого типа с патрубком перелива, выведенным на улицу, а не в канализацию. Так удобнее следить за переполнением емкости. С мембранным бачком система работать не будет.

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.

Что такое «Ленинградка» и особенности монтажа

Одна из популярных схем, которая появилась еще в СССР, для отопления частного дома – «Ленинграка». Своими руками смонтировать такой способ обогрева несложно. Разберем основные моменты и особенности конструкции однотрубной принудительной системы.

«Ленинградка» в виде схемы

Популярной она остается до сих пор, так как имеет ряд преимуществ:

• малые затраты на оборудование;
• легкость монтажа;
• можно прокладывать трубы где захочется;
• красивый внешний вид;
• можно подключить несколько отопительных котлов.

Можно проложить трубу отопления вдоль внешних стен. Однако, есть и минус системы, пока носитель тепла идет по кругу, происходит потеря мощности, поэтому приходится увеличивать секции радиаторов.

Особенности работы системы обогрева

Для корректной работы системы отопления «Ленинградка» необходимо подключать все элементы последовательно. Температура носителя тепла на выходе будет значительно ниже, чем на входе. За счет этой разницы происходит кругооборот теплоносителя.

Такая разводка отопления от котла в частном доме образует замкнутое кольцо, которое расположено по периметру вей площади. Вблизикотласледует сделать врезку вертикальной трубы, чтобы обеспечить разницу температуры для движения тепла. Сверху врезки подключаете расширительный бачок, который будет поддерживать температуру носителя тепла на одном уровне.

Самый легкий вариант

Батареи врезаете в общую магистраль в зависимости от прокладки основных труб. При этом несмотря на простоту монтажа, можно дополнительно смонтировать термостат, балансирующие вентили или краны любого типа действия.

Чтобы полностью понять принцип монтажа «Ленинградки», предлагаем посмотреть видео материал.

Оптимальное решение — 2 магистрали

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома хороша тем, что теплоноситель направляется к отопительным приборам по одной трубе, а возвращается — по другой. В частном домостроительстве используется 3 вида таких систем:

• тупиковая, в ней теплоноситель доходит до последней батареи и течет назад, потоки движутся навстречу друг другу;
• попутная, где подающий и обратный поток протекает в 1 направлении, а схема представляет собой замкнутое кольцо;
• коллекторная, отличающаяся индивидуальной подачей нагретой воды к каждому радиатору от распределительного коллектора.

Все двухтрубные схемы водяного отопления для 2-этажного частного дома своими руками выполнить несложно, в этом их преимущество. Если архитектура здания не слишком сложна, а площадь не превышает 300 м², то собрать сеть трубопроводов можно без предварительных расчетов. Подача от котла делается трубой 25-32 мм, ветви — 20-25 мм, а подводки — 16 мм. Подразумевается, что теплоноситель побуждается к движению насосом. Самотечное отопление двухэтажного дома, когда через все комнаты проходит две больших трубы, не понравится никому.

Тупиковая и попутная схемы схожи в монтаже, а при устройстве коллекторной системы трубопроводы придется проложить напрямую к батареям в полу. Это вариант для застройщиков, имеющих высокие требования к интерьерам помещений, поскольку на стенах комнат не будет видно труб. Его тоже можно реализовать в частном доме своими руками, хотя оборудование и материалы обойдутся дороже, чем при тупиковой схеме.

При устройстве тупиковой системы важно все радиаторы, установленные в двухэтажном доме, поровну разделить на группы, чтобы протянуть к ним ветви одинаковой длины. Принято делать так: 2 ветви на 1 этаже, еще две — на втором, подача теплоносителя наверх — прямо от котла по стояку

Попутная схема реализуется иначе: подающий трубопровод прокладывается горизонтально от первого до последнего прибора, а обратный начинается от первого и направляется к котлу, собирая остывшую воду из всех батарей. Так, по периметру дома образуется кольцо, обслуживающее все радиаторы.

Двухтрубные системы объединяются общими преимуществами:

• подачей во все отопительные приборы теплоносителя с одинаковой температурой;
• надежностью в работе;
• удобством балансировки, особенно попутной схемы;
• возможностью эффективно управлять работой отопления с помощью различной автоматики;
• простотой монтажа, выполняемого своими руками.

Схема с теплым полом

Подача воды происходит через коллектор, второй служит для обратного хода теплоносителя.

Основные узлы (базовый вариант):

• Коллекторные шкафы. Для обеспечения правильного хода жидкости. Устанавливаются в доступном для обслуживания месте.
• Приборы КИПиА: термометры и манометры.
• Запорная арматура, компрессионные фитинги, переходники.
• Трубопровод.
• Система теплый пол.

Единственным недостатком является то, что в обычной схеме невозможно осуществлять контроль температуры теплоносителя, необходимо предусмотреть регулировку.

Для повышения КПД, схему дополняют следующими элементами:

• Циркуляционный насос. Применяется в случае необходимости увеличить напор. Установка предусмотрена на обратном контуре.
• Трехходовой смеситель.
• Клан для сброса жидкости.
• Насосно-смесительный узел. Применятся для: снижения температуры в системе, возврата остывшей жидкости обратно в систему.
  устанавливается за коллектором подачи воды.

Важно! Взамен запорной арматуры возможно применение смесителей (термостатических). Таким образом, подача воды осуществляется без рывков.
Схема подключения водяного теплого пола к котлу

Базовые виды схем отопления

Все виды схем можно разделить на 4 подтипа: открытые и закрытые, насосные и самотечные.

В самотечной системе частного дома (система с естественной циркуляцией) движение теплоносителя происходит путём естественной циркуляции. Путем соблюдения простых законов физики система монтируется так, что не требует наличия дополнительного насоса. Хорошо подходит для небольших одноэтажных домов

В принудительной схеме водяного отопления частного дома жидкости происходит вследствие действия циркуляционного насоса. При использовании такой системы трубы можно монтировать в стены, в пол, проводить по потолку, прятать их от человеческих глаз. При правильном подборе насоса водяное отопление будет работать успешно. Такие схемы разводки отлично подходят для двухэтажных домов.

Открытая система от закрытой отличаются расширительным баком. В закрытой системе используется мембранный бак. Он позволяет поддерживать в системе нужное давление и компенсирует расширение теплоносителя.

Теперь давайте разберем каждую схему поподробнее.

Принудительная лучше?

Если предстоит монтаж системы отопления одноэтажного строения, предпочтение может быть отдано системе с естественной циркуляцией. Особенно если здание находится в местности с характерными проблемами с электроснабжением.

При выборе схемы для двухэтажного дома лучше обратить внимание на систему с принудительной циркуляцией. Тем более если площадь здания большая

Экономим на трубах

Если отдано предпочтение схеме с принудительной циркуляцией, можно не волноваться о том, какой диаметр у монтируемой трубы. За счет одинаковой скорости теплоносителя обязательно удастся обеспечить равномерный прогрев всей системы.

Именно поэтому для такой системы приобретаются более дешевые трубы. Учитывая, что их диаметр несколько меньше, трубы можно сделать практически незаметными в интерьере.

Отказ от громоздких радиаторов

При естественной циркуляции теплоносителя традиционно монтируются громоздкие радиаторы, занимающие много места. За счет большой площади такие батареи позволяют обеспечить более эффективный прогрев помещений. В системе отопления с принудительной циркуляцией предпочтение может быть отдано даже небольшой по размеру модели радиатора.

Безопасность и удобство эксплуатации

Равномерный прогрев отопительной системы способствует снижению риска повреждения ее элементов из-за значительного колебания температуры. Как следствие, снижается негативное воздействие на материал всех элементов отопительной системы, и повышается срок их службы.

Благодаря наличию кранов Маевского и специальных автоматических воздухоотводов в системе принудительной подачи теплоносителя можно не опасаться завоздушивания. Степень нагрева воды можно отрегулировать не только за счет параметров отопительного котла, но и характеристик насоса.

При естественной циркуляции радиаторы тем холоднее, чем дальше они находятся от котла. Это способствует неравномерному прогреву помещений.

Простота монтажа

Трубы необязательно укладывать под определенным углом, что делает возможным выполнение работ собственными силами. При нарушении этого правила в случае естественной циркуляции не удастся обеспечить прохождение теплоносителя по системе, а потому обогрев двухэтажного дома будет затруднен или невозможен.

Расчет элементов системы отопления

Чтобы произвести расчет отопительной системы, нужно изготовить план отопления двухэтажного дома

При этом важно не только выбрать тип системы и продумать разводку, но и рассчитать мощность котла

Обычно рекомендуют воспользоваться принципом, что на каждый квадратный метр отапливаемой площади нужна мощность котла в 100 Вт. Этот принцип не учитывает важные параметры самой постройки и ее теплопотери.

Лучше выполнять расчет отдельно по помещениям с учетом следующих параметров:

• назначение комнаты;
• ориентация ограждающих конструкций помещения (и их количество);
• габариты и количество оконных проемов (какие стеклопакеты);
• учитывают наличие или отсутствие дверей;
• обязательно делают расчет мощности по площади.

За основу такого расчета берется описанный выше принцип, но при этом учитываются другие поправки и коэффициенты, которые влияют на комфортность помещения и позволяют компенсировать возможные тепловые потери.

Какую разводку выбрать правильно: верхнюю или нижнюю?

Схема водяного отопления с котлом.

В двухэтажном доме, который имеет чердачное и подвальное помещение, может быть выполнена отопительная система с нижней и верхней разводкой труб.

Следует знать следующее:

1. При нижней разводке труб горячая вода будет поступать из котла в стояки снизу, с подвала.
2. При верхней разводке горячая вода будет подаваться в чердачном помещении в различные стояки, от которых будет направляться теплоноситель к радиаторам.

Важно отметить, что расширительный бак, независимо от того, какая разводка будет выбрана, всегда располагается на чердаке (в наивысшей точке системы)