Тема этой статьи — схема двухтрубной системы отопления двухэтажного дома и ее практическая реализация. Нам с читателем предстоит разобраться, как выполнить разводку отопления и подключение отопительных приборов, как добиться равномерного нагрева всех батарей, какие трубы и радиаторы закупить для монтажа отопительной системы. Приступим.
Почему двухтрубное
Почему схема отопления должна быть именно двухтрубной?
Потому, что по сравнению с более простой однотрубной ленинградкой оно позволяет добиться более равномерного нагрева батарей. При большой длине однотрубного контура перепад температур между подачей и обраткой неизбежно сделается заметным и вынудит увеличивать размеры радиаторов, что невыгодно и не всегда применимо с точки зрения дизайна помещений.
Многосекционная батарея — сомнительное украшение для жилой комнаты.
Заметьте, что однотрубная система дешевле в монтаже (просто-напросто из-за меньшей суммарной длины розлива) и более отказоустойчива. До тех пор, пока на концах розлива есть перепад давлений, остановка циркуляции в ней невозможна в принципе.
Однотрубная ленинградка — лидер по отказоустойчивости.
Устройство
Все схемы двухтрубной системы отопления двухэтажного дома имеют одну общую черту: у них есть отдельные розливы подачи и обратки. Розливы соединяются между собой перемычками с установленными в их разрыв отопительными приборами.
Верхний и нижний розливы
В зависимости от расположения розлива подачи выделяют схемы с нижним и верхнем розливами.
- В первом случае и подающая, и обратная нитки контура расположены в подвале и соединяются парными стояками. Те, в свою очередь, соединяются между собой перемычками, расположенными в комнатах верхнего этажа или на чердаке;
Выносить перемычки на холодный чердак — не очень хорошая идея. При остановке контура в холода вода зависает в стояках, и трубы на чердаке оказываются прихваченными льдом уже через час после отключения отопления.
- Во втором случае подача разведена по чердаку, а обратка — по подвалу. Такая схема сильно упрощает сброс и запуск системы: при сбросе достаточно открыть сбросник на расширительном баке, расположенном в верхней точке розлива подачи, и вся зависшая в трубах вода сольется вниз; при запуске воздух стравливается не на каждой перемычке между , а только на пресловутом сброснике в расширительном бачке.
На мой взгляд, именно верхний розлив наиболее удобен в плане эксплуатации . В домах с верхним расположением подачи на моей памяти ни разу не было серьезных аварий, связанных с разморозкой отопления, в то время как в домах с нижним розливом радиаторы и подводки в подъездах приходилось отогревать каждую зиму.
Гравитационная и принудительная
Двухтрубная система отопления в двухэтажном частном доме может быть реализована с принудительным побуждением циркуляции теплоносителя (для этого используется циркуляционный насос) или с естественной циркуляцией, за счет разницы в плотности горячего и холодного теплоносителя.
Схемы с принудительной циркуляцией выгодны тем, что:
- Обеспечивают большую скорость движения теплоносителя и, соответственно, более равномерный и быстрый нагрев радиаторов;
- Позволяют обойтись меньшим диаметром розливов.
Главный их недостаток — энергозависимость : насосу требуется круглосуточное питание. Если проблему кратковременных отключений света можно решить, установив источник бесперебойного питания, то отключение электричества длиной в несколько суток оставит ваш дом без тепла.
Системы с естественной циркуляцией полностью энергонезависимы.
Как устроена такая отопительная система?
- Котел (как правило, твердотопливный) опускается максимально низко — в подвал или приямок. Радиаторы монтируются выше теплообменника котла. Перепад высоты между ними, собственно, и будет обеспечивать циркуляцию;
- Сразу после котла монтируется разгонный патрубок — вертикальный участок розлива, поднимающийся под потолок второго этажа или на чердак. Через него нагретая в котле вода поднимается в верхнюю точку контура, откуда движется по розливам самотеком, за счет собственной тяжести. Отсюда, кстати, и название такой системы — «гравитационная».
- Сразу после разгонного патрубка монтируется открытый расширительный бак, выполняющий заодно функцию предохранительного клапана и заливной воронки для заполнения контура водой. Если теплоноситель закипит, пар покинет розлив через крышку бака. Через нее же всегда можно долить воду взамен сброшенной или испарившейся;
- Оба розлива — подача и обратка — монтируются с небольшим постоянным уклоном по ходу движения теплоносителя;
- Внутренний диаметр розливов делается максимально большим (не менее ДУ32, чаще ДУ40 — ДУ50). Большой диаметр компенсирует минимальный гидравлический напор, создаваемый перепадом температур.
Гидравлическое сопротивление падает с увеличением внутреннего сечения трубы. Чем толще розливы и подводки, тем быстрее циркулирует в них вода.
Как это работает ?
- Нагретая котлом горячая вода благодаря уменьшившейся плотности вытесняется в верхнюю точку контура более холодными и плотными массами теплоносителя;
- Оттуда она продолжает двигаться по проложенному с уклоном розливу, постепенно отдавая тепло воздуху в комнатах через отопительные приборы;
- Отдавший тепло теплоноситель возвращается к котлу и вовлекается в повторный цикл циркуляции.
Очевидные недостатки гравитационной системы отопления — большая инерционность, значительные перепад температур между первыми и последними по ходу движения воды батареями и большие расходы на монтаж розливов.
Тем, где перебои с энергоснабжением носят периодический характер, практикуется монтаж комбинированных систем отопления. Собственно, они представляют собой классическую гравитационную схему с врезанным параллельно розливом циркуляционным насосом. Между врезками насоса монтируется шариковый обратный клапан.
Эта схема работает так:
- При включенном насосе вода идет через его врезки. Благодаря избыточному давлению на выходе из насоса обратный клапан закрыт;
- При выключении насоса клапан открывается, и вода продолжает медленно циркулировать с естественным побуждением.
Подчеркну: в таких схемах используются только шариковые клапана. Пружинный обратный клапан требует для открытия значительного перепада давлений. Даже если он откроется (что маловероятно), на нем будет теряться существенная часть гидравлического напора.
Конвекционное и внутрипольное
Классическая схема отопления настенными или напольными радиаторами называется конвекционной: тепло распределяется восходящими от отопительных приборов потоками нагретого воздуха. К несчастью, перемешивание воздуха этими потоками недостаточно эффективно: температура под потолком всегда на несколько градусов выше, чем на уровне пола.
Поскольку жители дома, как правило, не имеют обыкновения проводить свой досуг на потолке, более сильный нагрев верхней части объема помещения имеет лишь одно следствие — увеличение теплопотерь через перекрытие и кровлю.
Теплый пол не имеет такого недостатка . Проложенные в стяжке или под чистовым напольным покрытием трубы максимально прогревают комнату именно на уровне пола, что позволяет добиться комфортного распределения температур при минимальных затратах.
Можно ли совместить пол с двухтрубной системой? Если все отопление дома делается низкотемпературным внутрипольным, то двухтрубным окажется только участок между котлом и коллекторами. Дальнейшая разводка будет коллекторной (лучевой).
Видите ли, теплый пол имеет ограничение по максимальной длине контура (100-120 метров), поэтому отопление дома обычно представляет собой несколько параллельно подключенных контуров.
Если теплый пол подключается параллельно высокотемпературному отоплению радиаторами, ему нужен узел согласования температур с термодатчиком, трехпроходным или двухпроходным клапаном и собственным циркуляционным насосом.
Насос приводит в движение теплоноситель внутри низкотемпературной части контура; клапан открывается и впускает в трубы теплого пола новую порцию горячей воды лишь при его остывании до определенной температуры.
Балансировка
Что такое балансировка и зачем она нужна?
Чтобы объяснить это, мне нужно разъяснить еще пару понятий.
- Тупиковой системой отопления частного дома называется контур, в котором при переходе теплоносителя из подающей в обратную нитку направление его движения меняется на противоположное. Тупиковые схемы применяются в том случае, если разводке по замкнутому кольцу мешает панорамное окно, высокий проем или другое препятствие;
- Попутная система (она же — петля Тихельмана) означает, что вода движется в одном направлении и по подаче, и по обратке.
Петля Тихельмана фактически представляет собой несколько параллельных контуров одинаковой протяженности и одинакового гидравлического сопротивления. Температура батарей в такой системе отопления всегда будет примерно одинаковой.
Петля Тихельмана — несколько параллельных контуров одинаковой протяженности.
С тупиковой системой все гораздо сложнее. Перемычки между розливами подачи и обратки с радиаторами на них — это несколько контуров разной длины и, соответственно, с разным гидравлическим сопротивлением.
Как нетрудно догадаться, разница в гидравлическом сопротивлении повлияет на скорость циркуляции теплоносителя через ближние и дальние от котла батареи. Основной объем воды двинется по короткому пути; дальние приборы будут заметно холоднее, а в сильные морозы они и вовсе могут быть разморожены. Прецеденты на моей памяти были, и не раз.
Чтобы решить эту проблему, проходимость подводок ближних к котлу радиаторов искусственно ограничивается дросселированием. Для этой цели используются дроссели, позволяющие выполнить регулировку своими руками, или термоголовки, регулирующие проходимость в автоматическом режиме и поддерживающие заданную температуру.
Температура батарей после регулировки дросселей меняется в течением получаса — часа. Ручная балансировка достаточно большого контура может занимать до двух дней.
Материалы
Радиаторы
В общем случае для автономной системы отопления лучшим выбором станут алюминиевые секционные батареи. При максимальной (до 200-210 ватт на секцию) теплоотдаче в них привлекает очень демократичная цена секции (от 250 рублей).
Вот формула для расчета потребности дома в тепле: Q=V*Dt*k/860.
В ней:
- Q-мощность в КВт;
- V-объем всех отапливаемых помещений в кубометрах;
- Dt — разность температур внутри и снаружи дома;
- k — коэффициент, определяемый качеством утепления дома.
Две переменных нуждаются в комментариях.
Dt вычисляется как разница между температурой, соответствующей санитарным нормам (20 градусов для регионов с температурой самой холодной пятидневки зимы до -31С и 22 для более холодных областей) и температурой самой холодной пятидневки.
Зимние температуры для некоторых городов России. Нужное нам значение — в первом столбце.
Значение k можно взять из следующей таблицы:
Скажем, для двухэтажного дома размером 6х12 метров и высотой 7 метров, расположенного в Севастополе (температура самой холодной пятидневки -11), без внешнего утепления и с однокамерными стеклопакетами, потребность в тепле составит: 6*12*7*(+20 — -11)*1,5/860=18 КВт.
При тепловой мощности в 18 КВт и заявленной производителем мощности секции в 200 ватт их общее количество составит 18000/200=90 (к примеру, 9 радиаторов по 10 секций).
Учтите, что данные производителя верны лишь для дельты температур между теплоносителем и помещением в 70С (скажем, 90/20). Теплоотдача снижается пропорционально перепаду температур и при 60/25 будет составлять всего 100 ватт на секцию.
Трубы
Для разводки отопления в частном доме можно смело использовать все виды высокотемпературных (с заявленной рабочей температурой 90С) пластиковых и металлопластиковых труб. У меня дома смонтирован армированный алюминием полипропилен; с таким же успехом можно было выбрать металлопластик на пресс-фитингах.
Дело в том, что параметры отопления в автономном контуре при минимальной вменяемости его владельца подконтрольны и абсолютно стабильны:
- Температура теплоносителя обычно держится в диапазоне 50-75 градусов;
- Давление в закрытой системе не превышает 2,5 кгс/см2.
Стабильность давления в закрытом контуре при колебаниях температуры обеспечивается правильно подобранным объемом расширительного бака. Обычно он берется равным примерно 10% объема теплоносителя в контуре. Его количество проще всего измерить, заполнив систему отопления водой и слив ее в любую мерную тару.
А раз все параметры предсказуемы и стабильны — стоит ли переплачивать за надежность , которая просто не будет востребована?
На отоплении не стоит использовать лишь металлопластик на компрессионных фитингах с накидными гайками. Инструкция связана с тем, что он очень чувствителен к малейшим ошибкам при сборке (в частности, к смещению уплотнительных резиновых колец на фитинге) и часто начинает течь на соединениях после нескольких циклов нагрева и охлаждения.
Использовать металлополимерные трубы с компрессионными фитингами на отоплении — не лучшая идея.
Каким должен быть диаметр подводок к батареям и розливов ?
Диаметр розлива зависит от способа побуждения циркуляции. Для гравитационной системы параметры я уже приводил; для контура с принудительной циркуляцией диаметр розлива определяется тепловой нагрузкой на него. Вот данные для средней скорости движения теплоносителя в 0,7 м/с (при такой скорости еще нет гидравлических шумов):
На практике при площади дома до 200 метров на розлив покупается полипропиленовая труба диаметром 25 мм, для подключения радиаторов — диаметром 20 мм.
Не забудьте, что условным проходом, примерно равным внутреннему диаметру, маркируются только металлические трубы. Для пластиковых указывается наружный диаметр и толщина стенок. Вычислить внутреннее сечение трубы можно, вычтя из наружного диаметра удвоенную толщину стенки.
Обвязка котла
У закрытой системы с принудительной циркуляцией она включает:
- Расширительный бак;
- Циркуляционный насос;
- Группу безопасности — манометр, предохранительный клапан и автоматический воздухоотводчик.
Кроме того, все радиаторы, расположенные выше розлива, комплектуются кранами Маевского или автоматическими воздушниками. На скобах выше розлива ставятся такие же воздушники, а на скобах, расположенных ниже розлива — сбросники для полного осушения труб.
Некоторые типы котлов могут похвастаться установленными внутрь корпуса группой безопасности, насосом и расширительным баком. Прежде, чем отправляться за покупками, не поленитесь изучить описание прибора.
Подключение радиаторов
Для секционных радиаторов возможны три способа подключения:
- Одностороннее боковое;
- Двухстороннее нижнее;
- Диагональное.
Какое из них выбрать?
Ответ зависит от двух факторов:
- Количества секций батареи;
- Ее расположения относительно розлива и/или стояка.
При небольшой длине отопительного прибора (до 7-10 секций) и стоячной разводке оптимальным будет боковое подключение. Разница в диаметре между коллекторами радиатора и вертикальными каналами внутри секции обеспечит его равномерный прогрев по всей длине.
Если количество секций больше 10 и отопительный прибор подключается к стояку или расположенному выше него розливу, наш выбор — диагональное подключение. Оно прогреет все секции, независимо от их количества.
При большой длине батареи и ее расположении над розливами более практичным будет двухстороннее нижнее подключение.
Вот его преимущества:
- Радиатор начнет греть сразу после запуска контура, даже без стравливания воздуха. Воздушная пробка будет вытеснена избыточным давлением в верхний коллектор и не станет мешать циркуляции через нижний. При этом секции будут прогреты по всей высоте за счет собственной теплопроводности;
- В открытом отопительном контуре периодическое обновление теплоносителя будет способствовать постепенному заиливанию батарей и падению их теплоотдачи. Однако непрерывная циркуляция воды через нижний коллектор не даст илу собираться в нем: батарея не будет нуждаться в промывке в принципе. Для промывки же розлива достаточно раз в два-три года перепустить контур на сброс.
Заключение
Итак, мы познакомились с разновидностями двухтрубных систем и с особенностями их монтажа в частном доме. Дополнительную информацию уважаемый читатель может изучить, просмотрев видео в этой статье. Жду ваших дополнений и комментариев. Успехов, камрады!
Оптимальная схема отопления 2-х этажного частного дома выбирается с учетом множества факторов: эффективности, стоимости и сложности монтажа, наличия надежного электроснабжения и периодичности использования. Вдобавок проекты систем водяного обогрева должны учесть ряд личных требований заказчика к дизайну интерьеров комнат, которые сможет удовлетворить не каждый тип разводки труб и отопительных приборов.
Возможные варианты
Чтобы правильно подобрать подходящий способ разводки, есть смысл взять существующие схемы отопления, пригодные для домов с двумя этажами, и разобрать плюсы и минусы каждой из них. Чаще всего рассматриваются и внедряются такие варианты:
- однотрубная горизонтальная схема («ленинградка»);
- однотрубная система отопления двухэтажного дома с вертикальными стояками и естественным движением теплоносителя;
- двухтрубная тупиковая схема с ветвями равной длины либо кольцевая попутная система с циркуляционным насосом;
- коллекторная схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией воды;
- водяные теплые полы;
- плинтусное отопление, тоже двухтрубное.
Варианты разводок, предусматривающие установку радиаторов, могут быть как открытого типа (сообщающиеся с атмосферой), так и закрытого типа (работающие с избыточным давлением). Домовладельцам, желающим предусмотреть подогрев воды на хозяйственные нужды, следует знать, что схема отопления двухэтажного дома с двухконтурным теплогенератором не отличается от разводки, подведенной к обычному котлу с 1 контуром. Разница заключается в эксплуатации: любая система отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом греет воду для радиаторов и ГВС поочередно. Когда открыт кран горячей воды, то нагрев теплоносителя прекращается, агрегат полностью переключается на ГВС.
Одна магистраль: плюсы и минусы
Однотрубная система отопления двухэтажного дома — схема «ленинградка» — состоит из одной магистрали, проложенной по периметру здания горизонтально, над полом каждого этажа. Отопительные приборы подсоединяются к магистрали 2 концами, поочередно. Эта разновидность тепловой сети хорошо подходит для домов, где два этажа занимают небольшую площадь (до 80 м² каждый). Этому есть причины:
- Теплоноситель, поступающий в каждый последующий радиатор, имеет все более низкую температуру из-за подмешивания охлажденной воды из предыдущих батарей. Поэтому протяженность кольца ограничена 4-5 отопительными приборами.
- Чтобы хорошо обогревать второй этаж и комнаты, где стоят последние по счету батареи, их теплоотдачу следует увеличить путем добора секций.
- Горизонтальная сеть двухэтажного дома с естественной циркуляцией должна выполняться с большим уклоном (до 1 см на 1 м погонный трубы). Котел ставится в углублении, а на чердаке располагается расширительный бак, сообщающийся с атмосферой.
Ленинградская разводка отопления двухэтажного дома с принудительной подачей теплоносителя работает гораздо стабильнее и эффективнее, чем методом самотека. Для естественной циркуляции в частном доме лучше сделать вертикальные стояки, пронизывающие перекрытия и раздающие тепло радиаторам у окон. Подача воды в стояки осуществляется от горизонтального коллектора, проложенного в чердачном помещении, возврат в котел — по такой же магистрали, идущей над полом 1 этажа.
Как и в первом случае, открытый расширительный бак ставится на чердаке 2-этажного коттеджа, а магистрали прокладываются с уклоном. Если система отопления закрытая, то уклоны требуются минимальные (3 мм на погонный метр трубы), а мембранный бачок ставится в котельной.
Однотрубные разводки отопления двухэтажного дома хоть и недороги в монтаже, но сложны в расчете и исполнении.
Да и не всякому хозяину понравится, когда по части помещений проходят трубопроводы большого диаметра, их приходится прятать под короба.
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.
Греющий пол и плинтус
Трубы с горячей водой, уложенные в полу с расчетным шагом, позволяют равномерно обогревать помещения всей поверхностью напольного покрытия. От каждого греющего контура, чья длина не превышает 100 м, подводки сходятся к коллектору со смесительным узлом, обеспечивающему потребный расход теплоносителя и его температуру в пределах +35°…+45°С (максимум +55°С). Коллектор запитан напрямую от котла одной веткой и управляет отоплением на 2 этажах одновременно. Позитивные стороны теплого пола:
- равномерный прогрев пространства комнат;
- отопление комфортно для людей, поскольку обогрев идет снизу;
- низкая температура воды позволяет сэкономить на энергоносителях до 15%;
- возможен любой уровень автоматизации системы — работа от терморегуляторов, погодных датчиков либо по программе, заложенной в контроллер;
- системой с контроллером можно управлять на расстоянии — посредством GSM-связи или интернета.
Подобные системы автоматического регулирования внедряются и в коллекторную схему двухэтажного коттеджа. Недостаток теплых полов — высокая стоимость материалов и монтажных работ, которые сложно выполнить самостоятельно.
Греющие плинтусы — подходящий вариант для любого частного дома, не только двухэтажного. Эти отопительные приборы в виде больших плинтусов представляют собой медные либо алюминиевые конвекторы, соединенные по двухтрубной схеме. Они опоясывают помещения по периметру, нагревая воздух со всех сторон. Плинтусное отопление легко монтируется и удовлетворяет любым требованиям к дизайну интерьера.
Проект отопления частного коттеджа создаётся на основе теплотехнических и гидравлических расчётов. В процессе разработки необходимо принимать множество важных решений, учитывая большое количество факторов. Одним из важнейших среди них является конфигурация и внутренняя планировка здания, в частности, его этажность. Очевидно, что система отопления двухэтажного дома сложнее и требовательнее, чем та, что реализуется в одноуровневых строениях.
Что особенного в обогреве двух этажей
- Важный нюанс – высота дома. Отопительное устройство находится на первом этаже, иногда в самой нижней точке системы. Всегда (даже если применяется настенный котёл) есть вертикальный участок подачи, который в некоторых случаях может иметь существенную протяжённость. Проблема заключается в необходимости поднимать теплоноситель на второй этаж, преодолевая силу тяжести.
- Большая площадь/кубатура. Двухэтажные дома, как правило, крупнее одноуровневых, по суммарному внутреннему объёму уж точно. Поэтому обогреть их сложнее, так как требуется сгенерировать и развести куда больше тепла. Системы отопления двухэтажных домов более материалоёмкие и разветвлённые, здесь будет циркулировать больше теплоносителя, будут использоваться более мощные теплогенераторы и отопительные приборы.
- Изолированность помещений. Большая площадь, которую нужно обогревать, в жилом доме почти всегда подразумевает наличие большого количества перегородок и отдельных комнат. В многоуровневом здании пространство также разделяется межэтажным перекрытием, которое мешает естественному переносу тепла (хоть нагретый воздух и стремиться подняться кверху). То есть довольно непросто распределить тепловую энергию по всем уголкам такого коттеджа, особенно сделать обогрев различных помещений равномерным.
Второй этаж нуждается в отдельных отопительных приборах
Какой тип отопления выбрать
Теплоноситель и способ транспортировки тепла
Для габаритных строений с множеством комнат и наличием межэтажного перекрытия наиболее рациональным решением является водяное отопление. Часто это единственный вариант для домов со сложной конфигурацией. Вода или антифриз циркулирует по трубам, закольцованным в замкнутые контуры, и отдаёт полученное в котле тепло через радиаторы, регистры или калориферы. Это также может быть система водяных тёплых полов, которая дополняет основное радиаторное отопление, или является единственным источником обогрева.
Важно! Теоретически, во всех помещения можно организовать отопление при помощи электрических тёплых полов, но под вопросом будет экономическая целесообразность подобного подхода, да и не всегда есть техническая возможность выделить достаточно мощностей для этого.
Возможно использование воздуха в качестве теплоносителя в многоуровневых коттеджах, но для его транспортировки необходимо создавать разветвленную систему каналов с нагнетающими вентиляторами, посредством которой удастся обогреть дальние комнаты, а также помещения второго этажа.
Топливо и теплогенератор
Если не строить два отдельных отопительных устройства для первого и второго этажа, то обычные кирпичные и металлические печи на дровах (как и камины) вряд ли подойдут. Дело в том, что нагрев воздуха происходит от горячих стенок этих устройств с последующим конвекционным движением воздушных масс в помещении. При этом нормально отапливается только то помещение, где непосредственно установлен агрегат, а другие комнаты остаются холодными, не говоря уже о втором уровне.
Важно! Выпускаются заводские модели каминов с патрубками для подключения каналов воздушного отопления. В домах с небольшим по кубатуре мансардным этажом довольно успешно эксплуатируются кирпичные печи и камины, в которые интегрированы теплообменники водяного контура радиаторного отопления.
Схема системы водяного отопления двухэтажного дома, скорее всего, будет строиться вокруг напольного или настенного котла. Правда, не стоит забывать об альтернативе в виде тепловых насосов, солнечных коллекторов и т.д. Топливо может быть любым, начиная от газа, солярки и электричества, заканчивая углём, древесиной для пиролиза и гранулированными пеллетами.
Лучшее место для твердотопливного (на изображении пеллетный теплогенератор) котла – подвал
Нужен ли циркуляционный насос
Обычно застройщиков интересует, удастся ли в двухэтажном доме создать достаточно эффективную систему с естественной циркуляцией, чтобы не зависеть от электроснабжения. Можно. Но из-за перепада высот это сделать ещё сложнее, чем в одноэтажном доме. Так как все участки трубопроводов должны располагаться с уклоном от 3 до 5 градусов, то котёл находится в самой нижней (иногда в подвале) точке системы, а разгонный коллектор где-то под потолком второго этажа (или на чердаке). Следовательно, высота подающей трубы, которая выходит из котла, будет минимум 5-6 метров, и нужно постараться, чтобы вода в ней не закипела, и система «пошла». Потребуются особенно тщательные гидравлические расчёты и очень тонкая балансировка отопления дросселями.
Наряду с возможной автономией, что, безусловно, бесценно, гравитационная система отопления двухэтажного дома доставит немало неудобств. Среди них:
- Увеличенное сечение труб.
- Обязательная выдержка уклонов.
- Большая разница температуры исходящего и возвращённого теплоносителя (этого многие котлы не любят).
- Сложность регулирования температуры в разных помещениях.
- Испарение теплоносителя через открытый расширительный бак (необходимо следить за уровнем теплоносителя и периодически доливать воду, нецелесообразно применять антифриз).
- Заниженная производительность системы (общая площадь отапливаемых помещений может составлять от силы 120 м2).
Принудительная циркуляция при помощи насосного оборудования позволяет более рационально использовать тепло, более гибко подходить к способам прокладки трубопроводов и выбору приборов/комплектующих. А это значит, что у застройщика есть возможность создавать практичные и эффективные отопительные конструкции, которые не будут портить интерьер.
Вариант организации естественной циркуляции с верхней разводкой и вертикальными стояками
Расположение разгонного коллектора на чердаке поможет сделать гравитационную систему более привлекательной
Особенности разводки трубопроводов
Разводка и монтаж системы отопления двухэтажного дома может выполняться по любой из известных схем. От того, движется ли теплоноситель после выхода из котла выше радиаторов, либо сначала опускается ниже отопительных приборов, выделяют:
- верхнюю (примером может служить система с естественной циркуляцией);
- нижнюю разводку.
По наличию стояков, к которым подключаются отопительные приборы на первом и втором этаже, или основных магистралей, расположенных параллельно полам, разводку классифицируют как:
- вертикальную,
- горизонтальную.
В зависимости от целого ряда факторов выбирают тип системы:
- однотрубная,
- двухтрубная,
- коллекторная.
Коллекторная схема
Лучевая система отопления двухэтажного дома ещё называется коллекторной. Её суть заключается в том, что каждый отопительный прибор запитывается независимо от других, поэтому балансировать такое отопление проще всего. Трубы для подключения ведутся по полу или внутри перекрытия от коллекторного узла (шкафа в нише стены, где находится сам коллектор, запорно-регулирующая аппаратура, иногда автоматика и свой циркуляционный насос).
От коллектора на втором этаже к каждому радиатору отходят отдельные запитывающие лучи с подачей и обраткой
Схема лучевой разводки для дома в два уровня
В двухуровневых домах на каждый этаж выводится свой коллектор, поэтому мы получаем двухконтурную систему отопления, где обе ветки являются автономными. Это горизонтальная нижняя разводка, при этом циркуляция теплоносителя может применяться только принудительная.
Однотрубное отопление
Довольно популярная ленинградская система отопления двухэтажного дома отличается тем, что радиаторы подключаются последовательно, а отдельной трубы для сбора обратки нет (теплоноситель из радиатора снова попадает в подающий трубопровод). Если запитывать радиаторы обоих этажей последовательно, то последние отопительные приборы в цепи могут оказаться совсем холодными. Чтобы обогреть верхний этаж, основная магистраль разделяется на два параллельных контура. Один из них поднимается на второй уровень, а запитав там все радиаторы, опускается вниз и соединяется с трубой, идущей по первому этажу. В начале каждого контура устанавливаются краны, которые позволяют регулировать проток (читай теплоотдачу) или полностью перекрыть отдельный этаж.
Это – горизонтальная, верхняя или нижняя разводка. Однотрубная схема может функционировать как с применением насосов, так и в режиме естественной циркуляции. К достоинствам такой конструкции относят тот факт, что потребуется почти вдвое меньше труб. Главный недостаток – сложность балансировки системы, ведь в каждый последующий радиатор заходит более холодный теплоноситель.
Важно! Чтобы иметь возможность регулировать температуру на каждом отопительном приборе, их посредством байпаса устанавливают параллельно основной магистрали и снабжают отдельной арматурой.
Двухтрубное отопление
В двухэтажных домах двухтрубная горизонтальная система отопления считается классикой жанра, хотя вертикальная разводка с применением стояков тоже применяется. В данном случае к радиаторам тянут отводы от подающей линии (подача), а также подводятся трубы, через которые отдавший энергию теплоноситель попадает в отдельную магистраль (обратку).
Такая система несколько дороже однотрубной, но считается эффективнее и намного практичнее, так как позволяет легко настроить необходимый температурный режим в любом помещении на любом этаже. Ни сложная планировка, ни большие размеры дома помехой не станут, лишь бы теплогенератор подходил по мощности.
Теперь можно сделать несколько выводов. Для обогрева среднестатистического двухэтажного дома лучше всего подойдёт двухтрубная система водяного отопление с принудительной циркуляцией. Неплохо покажет себя коллекторная схема. В небольших домах можно применить однотрубную разводку и попробовать спроектировать конструкцию с естественной циркуляцией теплоносителя. В любом случае хотя бы для проведения расчётов лучше пригласить специалистов.
Видео: схема отопления в двухэтажном доме
Централизованное теплоснабжение многократно увеличивает расходы на содержание жилья. Владельцы частных домов выбирают автономный способ отопления. Оптимальный вариант для индивидуального жилищного строительства - монтаж отопления двухэтажного частного дома своими руками. Схемы, расчеты и привязку типового проекта выполняют самостоятельно. Схема отопления 2-х этажного частного дома - одна из составляющих инженерной части проекта.
Теплотехнический расчет системы отопления 2-х этажного частного дома
Теплотехнический расчет определяет рабочие параметры системы отопления - общую величину потерь тепла в здании, мощность оборудования, количество отопительных приборов и т.д.
Мощность теплогенератора рассчитывают по сумме теплопотерь дома, которая учитывает:
- площадь отапливаемых помещений;
- климатические условия местности;
- наличие и состояние, в котором находится термоизоляция помещений;
- материал и толщину наружных (несущих) стен, полов и перекрытий;
- конструкцию кровли, наличие технического этажа;
- герметичность и размер окон, уличных (балконных) дверей.
Составляющие системы отопления частного дома
Котел - генератор тепла в системе отопления и горячего водоснабжения. Усредненный норматив мощности 100 Вт на 1 м2 площади при условии, что высота утепленного помещения не более 3 метров. Предусматривают запас до 20% от производительности котла на неучтенные потери. Горячее водоснабжение требует увеличения резерва мощности от 50%.
Сводная таблица, с вариантами типовых теплотехнических расчетов мощности котла, позволяет сравнить ориентировочные результаты подбора и существующие модели теплогенераторов.
Котлы могут работать на дизельном топливе, коксе, угле, дровах, торфе, пеллетах, природном газе или электричестве. Выбор вида топлива зависит от его доступности. Более 70% потребителей используют газовые котлы. Электрический котел (конвектор) рассматривают как резервный или комбинированный вариант.
Чугунные или стальные генераторы тепловой энергии производят в напольном и настенном исполнении. Стационарные напольные котлы устанавливают в отдельном помещении, которое оборудуют бойлером, расширительным баком, дымоходом и системой принудительной вентиляции (согласно нормам и требованиям газовой службы).
Настенным газовым котлам дымоход и отдельное помещение не требуются. Кислород для сжигания газа поступает по гибкой гофрированной трубе. Одноконтурный агрегат предназначен для отопления. Использование схемы отопления двухэтажного дома с двухконтурным котлом обеспечивает обогрев и горячее водоснабжение.
Способы передачи тепловой энергии котла в систему: принудительный оборот теплоносителя и естественная циркуляция (энергонезависимый способ отопления). Конструкция котла с двумя контурами содержит встроенный циркуляционный насос и закрытый расширительный бак.
Носители тепловой энергии в системе отопления : вода, антифриз или электролитный теплоноситель для электродных котлов проточного типа.
Вода имеет высокую теплоемкость и плотность, но требует соблюдения постоянного температурного режима помещения зимой. Собственники жилья, которые пользуются домом нерегулярно, предпочитают в качестве теплоносителя антифриз.
Выбор типа разводки отопления и вида теплоносителя производят на стадии разработки проекта. Вязкость, коэффициент расширения и теплоемкость антифриза замедляют теплообменный процесс и снижают теплосъем радиаторов. Для теплоносителя «незамерзайка» требуется увеличить мощность насосов и проходное сечение системы.
Обогревательный прибор - стальной, алюминиевый, комбинированный, чугунный или анодированный радиатор (батарея), который отдает свое тепло и обеспечивает в помещении благоприятный микроклимат.
Теплоотдача и инерционность зависят от материала и размеров прибора. Длину конструкций батарей изменяют, регулируя необходимое количество секций. Воздухоотводчик (кран Маевского) и вентиль-терморегулятор, установленный на входе теплоносителя в отопительный прибор, обеспечивают равномерный расчетный теплосъем. Запорный вентиль на отводящем патрубке необходим для технического обслуживания при эксплуатации.
Места установки отопительных приборов обозначены в нормативной технической документации: по периметру отапливаемого помещения, под оконными проемами, возле входной двери. Тепловая завеса, установленная при входной двери, не позволит проникнуть холодному воздуху с улицы в жилой дом.
Способы соединения радиаторов со стояками и трубопроводом: односторонний, диагональный и нижняя подводка.
Количество радиаторов (I) вычисляют по формуле:
I=S*k1*k2*k3*k4*100/P (шт), где
S - площадь помещения, (м2);
P - паспортное значение мощности одной секции, (Вт);
k1 - повышающий коэффициент на стеклопакеты;
k2 - понижающий коэффициент потерь, который зависит от площади наружных стен;
k3 - зависимый коэффициент от конструкции и утепления кровли (с чердаком или без);
k4 - зависимый коэффициент от высоты потолка (k4 = 1, при h = 2,5 м), чем выше межэтажное пространство, тем большее значение поправки.
Трубопровод передает, распределяет и возвращает теплоноситель в котел. Направленное движение потока тормозит шероховатая внутренняя поверхность труб, изменение диаметров проходного сечения, повороты. Величина гидравлического сопротивления определяет способ циркуляции (естественная или принудительная).
Трубная обвязка (замкнутый контур) обеспечивает герметичность системы. Мощность котла прямо пропорциональна расходу теплоносителя, который определяет внутренний радиаторный объем, емкость теплообменника котла и наполнение участков трубопровода.
В системах отопления частных домов применяют стальные бесшовные и полипропиленовые трубы с минимальным коэффициентом внутреннего сопротивления (шероховатости).
Расширительный бачок для отопления закрытого типа или открытого присутствует во всех схемах системы отопления двухэтажного частного дома. Давление, которое создает в напорном трубопроводе циркуляционный насос или силы гравитации, изменяет температуру кипения теплоносителя. Резкое вскипание воды может спровоцировать самопроизвольный скачок напора, выделение растворенных газов и многократное увеличение объема (температурное расширение), что приводит к разрушению составляющих системы отопления. Расширительный бачок помогает избежать подобных проблем.
Мембрана разделяет герметичный расширительный бак закрытого типа на водяную и воздушную камеры. В системах закрытого типа бак устанавливают на патрубок обратного трубопровода, перед всасывающим патрубком циркуляционного насоса. Зависимая компоновка подразумевает подъем бака на высоту не менее одного метра.
Открытый расширительный бачок устанавливают в верхней точке разгонного (главного) стояка на чердаке. В корпус врезают переливную трубу и питательный напорный трубопровод. Конструкция нуждается в тщательной термоизоляции, так как при низких температурах неутепленный бак и перелив могут «разморозиться». Расчетный объем емкости (10% от общего объема заполнения сети) обеспечивает экономию нагретого теплоносителя при переливе и удаление воздуха. Недостаток расширительного бака открытого типа - испарение теплоносителя.
Установка запорной арматуры в системе отопления предоставляет возможность отключить участок сети или оборудование для проведения профилактики, ремонта или замены. Шаровые вентили устанавливают на стояки, до и после приборов отопления, насосов, коллекторов, котла, бойлера.
Предохранительная арматура - обратный и предохранительный клапан, автоматический воздухоотводчик, балансировочный вентиль. Защищают трубопровод от дросселирующих потоков и гидравлических ударов систему отопления (насос, радиатор, котел). Клапан-отсекатель прекращает подачу топлива при срабатывании датчиков-газоанализаторов, отключении электричества и прекращении циркуляции через теплообменник.
Регулирующая арматура (электронный или электромеханический регулировочный вентиль, кран-терморегулятор) выравнивают показатели в системе отопления.
Основное условие для арматуры и соединительных деталей в системе теплоснабжения - фитинг должен обеспечивать должную проходимость с меньшими потерями напора и герметичность разветвлений, поворотов, переходов диаметра в трубопроводе.
Гидрострелка и распределительный коллектор разделяют гидравлические контуры, снижают потери, увеличивают проходимость, распределяют тепловую нагрузку. Дополнительно служат местом установки измерительных приборов группы безопасности (тепловых датчиков, расходомеров, манометра, термометра). Термодинамическая стрелка обеспечивает удаление растворенных газов и взвешенных частиц из теплоносителя.
Гидрострелка и распределительный коллектор разделяют гидравлические контуры, снижают потери, увеличивают проходимость, распределяют тепловую нагрузку в многоконтурной системе отопления
Циркуляционный насос в системе отопления частного дома двигает поток нагретой воды по замкнутому контуру, поэтому высота дома не оказывает существенного влияния на мощность насоса. В «мокрых» циркуляционных насосах ротор с рабочим колесом находится в отопительном трубопроводе. Рабочая среда смазывает детали и охлаждает двигатель. Принцип работы и функциональные особенности насосов зависят от мощности, напора (м), подачи и КПД
Формула расчета производительности насоса:
Q=P/ ?T* 1,16 (м/с, л/с, м3/час),
Формула расчета напора:
H=R*L*Z? (паскаль).
| Обозначение | Расшифровка символа | Единицы измерения |
| Q | Максимальный расход насоса (подача) | л/с, м3/час |
| P | Максимальная мощность котла (паспортные данные) | кВт |
| ?T | Теплосъем с приборов отопления, условно принимают 20°C | °C |
| 1,16 | Коэффициент удельной плотности воды | Вт*час |
| H | Напор в замкнутом контуре системы | Паскаль |
| R | Гидравлические потери в трубопроводе (для двухэтажного дома 150 Па/м) | Па/метр |
| L | Сумма длин контуров в отоплении | метр |
| Z? | Коэффициент шероховатости в соединениях, запорной арматуре, устройствах для регулировки и предохранения от некорректной работы системы. | 1,3 для стандартных фитингов и шаровых кранов; 1,7 для термостатических, двух- или трехходовых кранов |
Циркуляционный насос устанавливают традиционно на обратный трубопровод перед котлом или выносят нагнетатель давления на байпас. Руководство по установке и эксплуатации прибора разрабатывает производитель.
Разновидности систем отопления
Принцип устройства однотрубной системы отопления (схема приведена ниже) - последовательное подключение радиаторов в разводке контура отопления. Термодинамика процесса основана на увеличенном диаметре трубопровода (не менее 32 мм), уклоне прямых участков (0,5% длины) и превышении оси радиатора над центральной линией котла (Н).
Саморегуляция в контуре происходит благодаря разнице температур между первым/последним радиатором и силе гравитации. Поток проходит поочередно через каждый отопительный прибор (обратка предыдущего является подачей следующего радиатора). Температура снижается по мере удаления от источника тепла, а плотность воды наоборот, возрастает.
На рисунке отображена принципиальная схема отопления с естественной циркуляцией.
Однотрубный контур подключения отопительных приборов известен, как система отопления «Ленинградка». Для увеличения эффективности системы схема «Ленинградка» может быть дополнена насосом, клапанами, термостатами и вентилями, обеспечивающими балансировку, между патрубками подачи/обратки устанавливают байпас.
Двухтрубная система отопления разделяет подающую магистраль и обратный трубопровод. Разводка повышает КПД системы, снижает тепловые потери и гидравлическое сопротивление.
Двухтрубный контур определяет параллельное подключение входного и выходного патрубков отопительного прибора. Температура теплоносителя в радиаторах выравнивается, нагрев не зависит от удаленности источника тепла.
Установка вентилей и кранов-терморегуляторов позволяет производить ремонт и замену батареи без отключения системы. Дополнив двухтрубную разводку гидравлическим модулем (стрелка с компланарным коллектором), можно разделить контуры радиаторов (высоконапорный), теплых полов (низконапорный) и горячего водоснабжения. Технических недостатков при правильном теплотехническом расчете в системе нет.
Коллектор в схеме отопление двухэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя
Радиальный способ прокладки трубопровода и подключение независимых цепей в центральной части этажа. Одинаковая длина и диаметр лучей контура, обеспечивает гидравлический баланс, снижает сопротивление и улучшает теплообмен. Расчетного объема подачи в независимых звеньях цепи добиваются установкой регулирующей арматуры (балансировочный клапан) и циркуляционных насосов внутри контуров.
Увеличение расхода материалов и сложный монтаж окупает высокий уровень точности регулировки и удобство эксплуатации.
Распределение теплоносителя по высоте
Нижняя подача в схеме разводки отопления двухэтажного дома подразумевает врезку стояков отопления в кольцо первого этажа (подвала или технического подполья). При двухтрубной нижней разводке разводящая цепь (подача) прокладывается параллельно с кольцом отводящего трубопровода (обратка). Теплоноситель поднимается вверх, проходит через радиаторы, опускается по стоякам обратки в собирающий трубопровод, по которому возвращается в котел.
Подающие стояки поднимают выше радиаторов второго этажа и объединяют воздушной линией, с автоматическим клапаном для удаления воздуха из системы. На каждый отопительный прибор дополнительно устанавливают вентиль-воздухоотводчик (кран Маевского).
Верхнюю разводку отличает направление движения рабочего потока (сверху вниз). Главный стояк (труба, которая поднимается от котла, через межэтажные перекрытия в центральный расширительный бак) подает теплоноситель в кольцо или тупиковые участки верхней разводки. Подающие стояки опускаются с чердака, подают горячую воду в батареи. Вертикальные стояки собирают теплоноситель в обратный трубопровод, по которому поток возвращается в котел.
Верхнюю разводку применяют в южных областях России. В центральных и северных регионах способ подачи и распределения теплоносителя сверху требует обустройства теплого чердака.
Двухтрубная вертикальная система отопления (с верхним и нижним способами подачи воды) требует проведения постоячной балансировки. Обладает гидравлической и температурной стабильностью при выполнении условий наладки.
Горизонтальные виды систем отопления
Горизонтальная двухтрубная распределительная система основана на коллекторном подключении радиаторов отопления. Гребенку располагают в специальном шкафу заводского изготовления. Элементы системы из полипропилена укомплектованы производителем.
Фирменная запорная арматура и фитинги ускоряют монтаж, улучшают качество сборки двухтрубной системы отопления с нижней разводкой из пропилена. Устройство индивидуальных врезок обеспечивает независимую работу элементов, повышает стабильность системы.
Напольное отопление - тип водяного отопления, в котором греющие элементы, змеевики из полимерных труб, уложены в напольные конструкции. Каждое звено подключено к распределительной гребенке по независимой схеме отопления из пропиленовых труб. В частном доме, который оборудован теплыми полами, требуется балансировка независимых циркуляционных контуров.
Разобраться в устройстве системы отопления частного дома самостоятельно совсем несложно. Но для качественного обеспечения комфортного микроклимата в холодную пору лучше обратиться к специалистам.
Комфортное проживание в частном двухэтажном доме полностью зависит от комплекса коммуникаций, среди которых одно из главных мест занимает отопительная сеть. Не так ли? Именно она отвечает за поддержание оптимального температурного режима и сохранность самого здания. Согласитесь, температура в помещении – это одна из главных составляющих обеспечивающих уютное проживание.
От выбора источника тепла и правильного его подключения напрямую зависит, сможете ли вы поддерживать необходимую для проживания температуру. Здесь мы поможем вам разобраться в том, как функционирует система отопления двухэтажного дома, и какие схемы разводки признаны наиболее эффективными.
У нас вы найдете информацию о видах теплоносителей, способах и особенностях их подключения. Для наглядности материал сопровождается схемами подключения, а также видеороликами, которые помогут расширить знания о системах отопления частных домов.
Самостоятельно подобрать оборудование, необходимое для сборки отопительной системы, довольно сложно. Для этого нужно обладать специальными инженерными знаниями, уметь , ориентироваться в детальных расчетах и нюансах монтажа.
Если у вас соответствующее образование или вы уже имеете опыт устройства разводки отопления в двухэтажном доме, то можете выбрать вариант отопительной схемы самостоятельно, применив полезную информацию и отработанные навыки.
Выбор источника тепловой энергии
Сердцем обогревательной сети является теплогенератор, который нагревает теплоноситель до оптимальной температуры и, если позволяют его технические возможности, поддерживает заданные параметры круглосуточно.
Галерея изображений
Среди современных источников тепла в частных двухэтажных домах используют практически все, иногда комбинируют 2-3 вида.
Возможные виды теплогенераторов:
- отопительные котлы;
- инфракрасные излучатели;
- печи (русские, голландки, канадки);
- камины;
- солнечные коллекторы, тепловые насосные установки и другие виды альтернативного оборудования.
Активно используются отопительные котлы, которые можно классифицировать по виду топлива:
- жидко- или твердотопливные;
- газовые;
- электрические.
Второй и третий варианты являются более экономичными, и если к дому подведен газ или электричество, то стоит предпочесть именно их.
Настенный газовый котел мощностью 28 кВт с двумя независимыми контурами, закрытой камерой сгорания и удобным электронным зажиганием – прекрасный вариант для 2- или 3-этажного дома
Если коттедж построен на не газифицированном участке, становится основным, а в качестве резервного, запасного источника используют камин или инфракрасный обогрев.
Последовательность работы электрического котла: теплоноситель нагревается до установленной пользователем температуры, по трубопроводу перемещается к радиаторам, расположенным на двух этажах, частично охлаждается и под действием циркуляционного насоса вновь отправляется в котел (+)
Применение альтернативных теплогенераторов во многом зависит от климатических условий региона, к тому же минимальный комплект относительно дорогого оборудования (например, солнечных коллекторов) окупится минимум через 3 года.
На схеме показано преимущество инфракрасной обогревательной системы: ИК излучение обеспечивает комфортную температуру в нижней части помещения, при конвективном способе отопления, наоборот, теплый воздух всегда поднимается к потолку
Какой теплоноситель лучше?
Тепло, выработанное газовым котлом или другим теплогенератором, само по себе распространиться по всем помещениям не может. Для этой цели необходим – вещество, которое свободно перемещается по трубам и обладает необходимыми техническими характеристиками.
Существуют технологии использования нагретого воздуха, особенно актуальные в домах с , каминным или . Но, к сожалению, для обеспечения эффективного функционирования у него недостаточные параметры теплоемкости, плотности и теплоотдачи.
Схема расположения воздушной системы отопления в двухэтажном жилом доме. Стрелками указано движение холодного и теплого воздуха, которое обеспечивают системы вентиляции и кондиционирования (+)
В отличие о газообразных, жидкие вещества обладают превосходной способностью поглощать тепло, отдавать его и некоторое время сохранять заданную температуру. В этом смысле идеальным «проводником» является обыкновенная вода. Нагреваясь, она заполняет трубы и радиаторы, постепенно отдавая тепло жилым помещениям, а циркуляция обеспечивает постоянство процесса.
Для домов с постоянным проживанием оптимальны системы с водой в качестве теплоносителя. Чтобы нагревательное оборудование дольше обходилось без ремонта, а трубопровод не покрывался налетом, воду прогоняют через фильтры и обогащают специальными присадками и ингибиторами.
Незамерзающий антифриз HotPoint 65 используется в системах обогрева и кондиционирования, рассчитан на 10 отопительных сезонов или 5 лет непрерывной работы
Если дом является временным пристанищем или служит местом отдыха по выходным дням, вместо воды лучше использовать антифриз. Это жидкий раствор с химическим составом, одним из компонентов которого является пропиленгликоль или этиленгликоль.
Химические вещества препятствуют замерзанию теплоносителя даже во время промерзания здания и постоянно поддерживают функционал сети в рабочем режиме.
Конвекторный и радиаторный обогрев помещений
При составлении проекта отопления двухэтажного или трехэтажного дома в качестве отопительных приборов могут быть задействованы как радиаторы, так и конвекторы.
Галерея изображений
Конвекторы имеют более открытую конструкцию, состоят из медных трубок и теплообменников. Воздух попадает в теплообменники, нагревается, поднимается вверх, освобождая место новой порции еще не нагретого воздуха. От остывания устройство защищено объемным кожухом.
В схемах отопления двухэтажных домов применяют как радиаторы, так и обогреватели конвекторной разновидности, выбор приборов велик благодаря разнообразию конструкций, размеров и форм.
Биметаллические радиаторы Global Style Extra секционного типа изготовлены из стали (внутренняя конструкция) и алюминия (внешний каркас), рабочее давление – 35 атм
Краткое описание бытовых радиаторов
Все виды домашних отопительных радиаторов можно классифицировать по материалу, из которого они изготовлены. Современные модели приборов отопления производят из следующих металлов:
Чугунный радиатор для отопления жилого помещения, выполненный в ретро стиле. Металлическая поверхность покрыта термоустойчивой краской и расписана флористическим орнаментом
Раньше были распространены секционные радиаторы из чугуна, их и сейчас можно обнаружить в продаже. Чугун ценят за износостойкость и нетребовательность к характеристикам теплоносителя, однако большой вес считается минусом. Вес стоит учитывать, если проект предполагает монтаж радиатора на легкую стену.
Секционные, то есть сборные, модели изготавливают и из алюминия. Они отличаются легким весом и эстетичным внешним видом, но не контактируют с медными деталями и отрицательно реагируют на некоторые виды теплоносителей.
Радиаторы отопления из алюминия Royal Termo Revolution идеально подходят для частных систем. Особая форма секций обеспечивает максимальную теплоотдачу. Стоимость 1 секции – 500 руб.
Стальные радиаторы бывают панельными, изготовленными из кусков листовой стали, и секционными, состоящими из нескольких модулей. Первый вариант считают более надежным из-за простого двухстороннего резьбового соединения. Сталь прекрасно переносит любые теплоносители, по весу легче чугуна, но тяжелее алюминия.
Для двухэтажного дома подходят любые виды радиаторов, при выборе необходимо ориентироваться на тип теплоносителя, особенности установки системы и дизайн интерьера.
Эффективность схем с принудительной циркуляцией
Полноценно функционировать превалирующая часть современных отопительных систем может только при создании , то есть такой, при которой теплоноситель движется внутри сети благодаря работе циркуляционного насоса.
Схема устройства обогревательной системы с газовым котлом в 2-этажном доме: оборудование и приборы учета установлены на первом этаже (в цоколе, в подвале), в специально оборудованном помещении с хорошей шумоизоляцией (+)
Для устройства принудительной циркуляции в здании с несколькими этажами существуют свои предпосылки:
- установка трубопровода меньшего диаметра, что облегчает сборку разводки в целом;
- обеспечение зональной регулировки (наряду или вместо общей);
- наличие 2-го и более высоких этажей не влияет на эффективность обогрева;
- снижение температуры теплоносителя без изменений параметров теплоотдачи;
- возможность использования недорогих пластмассовых труб.
К минусам относится наличие электропитания – возможны перебои, но их легко избежать, используя резервные ИБП. Проблема более громкого шума также решается с помощью укладки слоя шумоизоляции в бойлерной.
Схема водяного отопления с принудительной циркуляцией: 1 – газовый или электрический котел; 2 – стояк; 3 – труба к расширительному баку; 4 – стояк для слива; 5 – верхняя горизонтальная разводка; 6 – расширительный бак; 7 – насос циркуляционного типа; 8 – обратная линия
Наиболее подходящее место врезки циркуляционного насоса там, где температура снижается до минимума, то есть непосредственно перед котлом, на обратной линии.
Естественная циркуляция как альтернативный вариант
Сейчас автономные отопительные сети с гравитационной циркуляцией, то есть действующей по естественным физическим законам, можно встретить крайне редко.
Принцип действия объясняется разницей плотности холодной и нагретой воды и наличием дополнительного контролирующего устройства – расширительного бака, который устанавливают в верхней части стояка с горячей водой.
Схема устройства системы отопления в двухэтажном доме с естественной циркуляцией: разгонный вертикальный стояк пересекает оба этажа и заканчивается на чердаке, у расширительного бака, а нижний контур расположен в подвале или на первом этаже (+)
Особенностью является наклонное расположение горизонтальных труб (обратных и разводящих) и расположение котла – его устанавливают на максимально низком уровне. Подача теплоносителя осуществляется через расширительный стояк, сброс остывшей воды (или антифриза) – через обратный.
Преимуществами гравитационной схемы являются независимость от электрического питания, простота монтажа, отсутствие шума, издаваемого циркуляционным насосом.
Особенности однотрубной системы отопления
Выбор одно- или двухтрубного отопления не зависит от этажности дома – подходят оба типа, но для зданий с 2-мя и более этажами обязательна установка циркуляционного насоса.
Наиболее эффективным считается обогрев с жидким теплоносителем (водой или антифризом), тогда как для маленьких одноэтажных домов, например, летних дач, можно рассмотреть и другие варианты.
Принцип работы и отличительные признаки
Отопительные радиаторы, согласно однотрубной схеме подключаются последовательно, то есть теплоноситель сначала попадает в один прибор, ближний к котлу, от него по трубопроводу – в другой и т.д. Закольцованный контур, который представляет собой сеть, подходит и для 2-этажного дома, так как он удобно располагается вдоль стен по периметру.
Простейшая схема однотрубного отопления для 2-этажного здания: от стояка подачи теплоноситель поступает в отопительные радиаторы, подключенные в последовательном порядке
Наличие запорной арматуры способно улучшить пользование системой. Например, предназначен для удаления воздушных «пробок», которые часто возникают во время простоя, то есть в летний период. Кроме него используют различные модели балансировочных вентилей, шаровых кранов, специальных регуляторов.
Принудительный способ циркуляции в однотрубной конструкции при временном отсутствии электричества можно заменить естественным, но для этого необходим монтаж мембранного бака и расположение горизонтальных труб под наклоном до 5º.
Оценка недостатков и преимуществ
Основным плюсом однотрубных сетей считают более легкое составление проекта и непосредственно сам монтаж. Минимум труб позволяет не ориентироваться на сложную планировку помещений, а просто прокладывать трубопровод строго по периметрам обоих этажей. Ценится и экономия на приобретении для единственной магистрали меньшего количества элементов – труб, кранов.
Одна труба занимает намного меньше места, чем две, поэтому ее можно замаскировать под напольным покрытием, незаметно проложить в дверных проемах, то есть произвести монтаж без нарушений интерьера.
Одним из главных недостатков однотрубной системы, актуальным для дома с 2 этажами, является быстрое остывание теплоносителя во время последовательного перемещения сквозь радиаторы (+)
К недостаткам можно отнести необходимость в покупке более мощного , вследствие чего возрастает плата за электроэнергию. Регулировать уровень температуры в конструкции с последовательным подключением сложнее: при понижении интенсивности нагрева в ближайшем радиаторе автоматически произойдет понижение температуры во всей магистрали.
Распространенные варианты подключения
Если вы решили обустроить однотрубную систему, придется выбирать между двумя видами:
- без регуляции;
- с возможностью отключения отдельных радиаторов.
По способу управления первый вариант явно уступает второму, единственный его плюс – бюджетная стоимость.
Монтаж простой однотрубной системы горизонтального или вертикального типа отличается простотой и надежностью, однако регулировка температуры в сети невозможна (+)
Установка «ленинградки» обойдется чуть дороже, так как кроме труб необходимо приобрести комплект запорных кранов. С помощью байпасов и клапанов можно уменьшать/увеличивать количество теплоносителя, подаваемого в радиатор.
Схема устройства «Ленинградки»: при помощи запорной арматуры можно отключить на время отдельные ненужные радиаторы без изменения функциональных качеств всей системы в целом (+)
«Ленинградка» признана профессиональными теплотехниками лучшим вариантом однотрубной системы для 2-этажного жилого дома.
Комплектация и монтаж оборудования
Стандартное оборудование для сборки системы:
- насос циркуляционного типа;
- газовый или электрический котел (мощность зависит от размеров дома, характеристик теплоносителя и т.д.);
- расширительный бак;
- трубы 20 мм и 25 мм;
- переходники, прокладки, заглушки;
- комплект радиаторов;
- краны Маевского.
Наряду со стальными трубами могут применяться полимерные или металлопластиковые, причем последним отдается предпочтение.
В отопительных контурах с закрытыми расширительными бачками стравливание воздуха производится с помощью автоматических спусников, оснащенных запорными клапанами и поплавками, или кранами Маевского, снабжающими каждый радиатор
Сначала находят подходящее место для котла и монтируют его, затем собирают трубопровод, ведущий к радиаторам. В местах радиаторных ответвлений и фиксируют тройники. Насос врезают на обратке, рядом с входным отверстием в котел, и подключают к электропитанию.
Место монтажа открытого расширительного бака – наивысшая точка системы, закрытый можно монтировать в любом удобном месте, например, в бойлерной. Радиаторы подвешивают к стенам с помощью специальных креплений, оборудуют заглушками и кранами.
Двухтрубная система отопления для 2-этажного дома
По-настоящему комфортных условий проживания можно достичь лишь при установке . 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
Таким образом, наиболее эффективными можно считать двухтрубные системы отопления с жидким теплоносителем, оборудованные газовым или электрическим котлом и циркуляционным насосом. Комбинированные системы являются более результативными, подбор источников тепла зависит от этажности и конструкции дома.
В любом случае для составления индивидуальной схемы рекомендуем проконсультироваться с теплотехниками и проектировщиками.
Появились вопросы, есть возможность дать ценный совет или нашли недочеты по тексту? Нам важно ваше мнение. Оставляйте, пожалуйста, посты в находящемся ниже блоке, делитесь мнением и размещайте фото по теме статьи.