Система отопления двухэтажного дома типовые схемы и специфика проекта разводки

Однотрубная система обогрева для коттеджа – может, выбрать ее?

Самой простой считается СО под названием «Ленинградка». Она была очень популярной в советские времена благодаря тому, что делала владельца загородного коттеджа полностью независимым от центральной системы отопления. «Ленинградка» – это экономичная однотрубная схема обогрева, которую несложно сделать своими руками. Такая СО работает с газовым котлом и с электрическим, с печами из кирпича, куда загружают торфяные брикеты, дрова, уголь.

СО «Ленинградка» для частного дома

«Ленинградка» дает возможность в два раза уменьшить количество труб, необходимых для организации обогрева жилья, по сравнению с двухтрубной системой. К другим ее достоинствам относят:

• малую трудоемкость монтажа (как было сказано, все можно сделать своими руками) и его «бюджетность»;
• возможность простого ремонта в процессе эксплуатации;
• сохранение элегантного интерьера в доме (чем меньше труб, тем незаметнее они в помещении);
• возможность монтажа системы «теплый пол» (при соблюдении определенных условий) и установки под дверными проемами «главной» трубы (подающей теплоноситель для парового отопления).

«Ленинградка» может быть «спрятана» под пол, ее несложно провести и над ним, установку труб для водяного отопления разрешается выполнять и вертикально, и горизонтально. Казалось бы – лучше системы не найти. К сожалению, все не так радужно. Во-первых, «Ленинградка» больше подходит для одноэтажных построек. Отопление двухэтажного дома с ее помощью связано с рядом серьезных затруднений, которые, впрочем, при желании можно разрешить своими руками со сравнительно небольшими затратами. Во-вторых, «Ленинградка» при горизонтальном монтаже не позволяет сделать «теплый пол».

Установка труб для водяного отопления

Также описываемая однотрубная СО требует применения сварочного оборудования и обязательной проверки (весьма сложной и длительной) герметичности полученных сварных соединений, повышения давления внутри системы. Главным же ее недостатком многие считают то, что теплоотдача от радиаторов, стоящих в разных комнатах, является неравномерной. По этим причинам двухтрубная СО в разы лучше «Ленинградки».

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома. 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.

Простейшая двухтрубная схема для одноэтажного дома.

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;

Нижний розлив: подача и обратка проходят по подвалу и соединяются парными стояками.

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.

Для запуска контура достаточно стравить воздух через кран на 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.

Схемы разводки отопления при верхнем розливе.

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.

Циркуляционный насос обеспечивает принудительное движение воды или антифриза в контуре.

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;

Высота H примерно равна гидравлическому напору в контуре.

• 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;

Открытый расширительный бак.

• 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.

Розлив в гравитационной системе

Обратите внимание на его диаметр: здесь использована стальная труба ДУ40

Как это работает ?

1. Нагретая котлом горячая вода благодаря уменьшившейся плотности вытесняется в верхнюю точку контура более холодными и плотными массами теплоносителя;
2. Оттуда она продолжает двигаться по проложенному с уклоном розливу, постепенно отдавая тепло воздуху в комнатах через отопительные приборы;
3. 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.

3 Однотрубный контур с циркуляционным насосом – просто сделать, но далек от совершенства

При однотрубной схеме разводки с включением в контур циркуляционного насоса (все обогреватели на этаже подключены к одной коммуникации) по ней подводится горячий теплоноситель и в нее же сбрасывается остывшая жидкость. Благодаря высокой скорости циркуляции при небольшой протяженности лежака температурная разница между первым от стояка радиатором и крайней батареей незначительная. Но при большой длине контура разница становится заметна.

Однотрубная разводка может функционировать как открытая система, так и с использованием мембранного расширительного бака. Если это усовершенствованная система, обычно оставляют атмосферный компенсационный резервуар. Когда же контур делают с нуля, устанавливают закрытый бак мембранного типа.

Однотрубная система отопления подойдет только для небольших помещений

Преимуществом такого контура является возможность его временной эксплуатации без участия циркуляционного насоса (при отключении электричества), хотя и с меньшей эффективностью. Для того чтобы отопление могло работать в двух режимах, насос устанавливают в байпас – специальную трубную обводную петлю с системой клапанов и запорных кранов. Циркуляционный насос ставится на более тонкую трубу, огибающую основную магистраль. Когда нагнетающее теплоноситель устройство работает, жидкость движется обходным путем, при этом кран на центральной трубе перекрыт. Если нет электричества, кран на байпасе перекрывают, но открывают на основной магистрали и теплоноситель начинает циркулировать естественно.

Однотрубная схема отопления 2-этажного частного дома эффективна только при небольшой площади этажей. В таких ситуациях есть смысл делать разводку одним трубопроводом – выходит экономнее по затратам материалов (труб, фитингов) и намного быстрее. Если же квадратура этажей значительная, придется потратиться на трубы и сделать самую эффективную разводку с помощью двух тепловых коммуникаций.

Виды сетей отопления для двухэтажных строений

Одноэтажный дом обогреть проще, не требуется особо сложных расчетов и материалов уходит меньше. Но и отопление двухэтажного дома бывает разным, классифицируется по многим показателям. В частности, различаются сети открытые и закрытые, по типу циркуляции воды есть принудительные и гравитационные.

Особенности открытой и закрытой системы

Вид определяется типом расширительного бака. Эта емкость устанавливается вне зависимости от типа системы и предназначается для сбора избытков объема теплоносителя. В процессе нагревания объем воды увеличивается, что повышает давление в магистрали. Чтобы не перегружать сеть, нужен расширительный бак – емкость соберет избыток объема воды. При остывании теплоносителя его объем снижается, давление падает – тут тоже пригодится расширительный бак, из него подается порция теплоносителя, давление нормализуется. В открытой сети устанавливается бак открытого типа, в закрытой – герметичного.

Вся схема состоит из следующих элементов:

• котел нагрева;
• трубопроводы подачи и обратной циркуляции теплоносителя;
• расширительный бак;
• батареи;
• циркуляционный насос;
• группа безопасности.

Особенности систем по типу классификации:

1. В открытую систему устанавливается открытый расширительный бак. Емкость может быть простым ведром с крышкой или без нее, устанавливают в самой высокой точке схемы. Врезается в трубопровод подачи, оснащается входным патрубком для подключения к магистрали. Мастера дополняют бак отводами для перелива и патрубками для доливания воды – эти детали нужны для компенсации избытка жидкости и дополнения при испарении.

1. Закрытая сеть подразумевает установку герметичного расширительного бака мембранного типа. Производители предлагают котлы, уже оборудованные баками, но бывают нагреватели и без них. В последнем случае емкость ставят на обратный контур до насоса. Герметичный бак поделен мембраной на две половины – одна для воздуха, вторая для воды. При нагреве теплоносителя его объем увеличивается, мембрана смещается в сторону воздушной камеры. Как только вода остывает, давление падает, и мембрана давит на воду, корректируя уровень давления до нормального показателя.

Герметичный расширительный бак устанавливается в любой точке сети, но лучше сразу за котлом. Открытые системы чаще всего с гравитационной транспортировкой воды, но в двухэтажных домах удобнее интегрировать в сеть насос, чтобы обеспечить нормальную циркуляцию теплоносителя. Его монтируют с фильтром для очистки воды на контуре обратного тока жидкости.

В закрытые системы отопления интегрируется группа безопасности из предохранительного клапана, воздухоотводчика и манометра. Клапан срабатывает при возникновении перегрузки сети. Воздухоотводчик сбрасывает скопления кислорода в трубопроводах. Манометр совмещается с термометром – это поможет регулировать интенсивность нагрева воды и устанавливать нужный уровень температуры в доме.

Характеристики сетей с принудительной и естественной циркуляцией

Система отопления двухэтажного частного дома классифицируется по типу перемещения жидкости. Бывает гравитационной, принудительной.

Особенности:

Гравитационная или самотечная сеть отличается естественной транспортировкой жидкости по трубам и радиаторам. Циркуляция поддерживается за счет разной плотности нагретого и холодного теплоносителя. Плотность горячей воды выше, она быстрее продавливает трубы, уложенные с наклоном в сторону контура обратного тока. Котел устанавливается в нижней точке схемы, чтобы вода не встречала сильного гидравлического сопротивления. Уровень наклона до 10 мм на каждый метр трубы. На подающем контуре от котла ставится высокий разгонный стояк (размещение вертикальное).

Если котел для системы закрытого типа уже оснащен баком и насосом, дополнительно оборудование не докупается. При перебоях с подачей электричества насос устанавливается на байпас, чтобы сеть была универсальной и работала при отсутствии электропитания.

Достоинства и недостатки отопительной системы с естественной циркуляцией

Как и всяческое оборудование для отопления, это тоже имеет как свои недостатки, так и достоинства.

Итак, к плюсам можно отнести:

• Если нет насоса, то котел для отопления будет работать бесшумно. Это очень хорошо тогда, когда агрегат для самотечной циркуляции находится в кухне, например, где всегда собирается вся семья.
• Гравитационная система отопления работает без зависимости от электроэнергии. Это хорошо для тех людей, кто живет в местах, где есть проблемы с электропитанием, или для тех, кто хочет сэкономить на коммунальных услугах.
• Котлы по схеме для гравитационного отопления двухэтажного дома стоят дешевле обычных агрегатов.
• При обслуживании и эксплуатации данного оборудования уйдет минимальное количество денежных средств.
• Теплоноситель имеет непрерывную ЕЦ. Она обеспечит тепло и уют в доме на протяжении всего отопительного периода.
• При проектировании данной схемы отопления, а также при монтаже не нужно иметь специальные навыки. С этим дело может справиться даже новичок.
• Если Вы сделали правильную схему отопительной системы, а затем идеально ее установили – тогда время работы котла буде бесперебойной до 30 лет подряд.

К недостаткам можно отнести:

• По горизонтали действие будет по радиусу до 30 м, поэтому на слишком большой двухэтажный дом такая система отопления не подойдет.
• Нужно обязательно установить расширительный бачок. Без него вода не будет циркулировать по системе двухэтажного дома. Но его не просто нужно поставить, но еще и установить в утепленном месте, чтобы вода в нем зимой не замерзла.

Как можно заметить, недостатков намного меньше, чем достоинств, поэтому устанавливать такой агрегат в двухэтажном доме можно безо всяких страхов.

Как работает отопление без насоса?

Чтобы понять, как работает система с принудительной циркуляцией, стоит разобраться в том, как осуществляется отопление зданий при естественной циркуляции теплоносителя. В качестве последнего могут использоваться различные специальные составы и вода. Для одноэтажного дома чаще всего выбирается водяное отопление.

Движение воды по трубопроводам осуществляется по законам физики. Нагревшись в котле до заданной температуры, она начинает подниматься по стояку. За счет этого происходит постепенный прогрев всех труб и радиаторов системы. Вновь поступающая горячая вода постепенно вытесняет холодную вниз к котлу.

После того как остывший теплоноситель вновь нагреется в котле, он начнет подниматься по стояку, чтобы вытеснить остывший вниз. Такой цикл будет повторяться до тех пор, пока будет работать котел. Очевидно, что чем больше диаметр трубы, тем больше теплоносителя пройдет через ее поперечное сечение за единицу времени.

Именно поэтому при естественной циркуляции диаметр трубопровода и размеры монтируемых радиаторов имеют большое значение. При недостаточной площади последних сложно будет прогреть помещение до уровня комфортности.

Способы подключения радиатора к магистрали

Теплоотдача радиаторов зависит от способа их подключения к магистрали.

Существует три основных типа соединения:

• Диагональное;
• Боковое;
• Нижнее.

Рассмотрим особенности каждого из этих способов детальнее.

Диагональное или перекрестное соединение

Диагональное, или перекрестное, подключение является наиболее эффективным. Достигается максимальный прогрев батареи по площади, и практически нет потерь тепла.

По такой схеме подающий трубопровод подводят к верхнему патрубку радиатора, а отводящий соединяют с нижним патрубком, расположенным с противоположной стороны прибора. Для приборов с большим числом секций применяют только диагональный тип подключения.

Боковое или одностороннее подключение

Боковое, или одностороннее, подсоединение позволяет добиться равномерного прогрева всех секций прибора.

Для подключения подающий и отводящий трубопроводы подводят с одной стороны. Чаще всего такое соединение применяют при устройстве отопления с верхней разводкой.

Теплоотдача отопления при боковом подключении радиаторов, с подачей сверху вниз равна 97%. При обратном движении теплоносителя – снизу вверх – этот показатель составляет 78%

Нижнее соединение радиатора с трубопроводом

Нижнее подключение – не самая эффективная схема отопления. Однако устраивается достаточно часто, особенно когда магистральный трубопровод скрывают под полом.

Подводящая и отводящая трубы подводятся к нижним патрубкам, расположенным с разных сторон радиатора.

Показатель теплоотдачи при нижнем подключении радиаторов составляет 88%

Схемы отопления деревянных жилых сооружений

Надо отметить, что схема отопления в деревянном доме является непростой. Конечно, можно использовать электрические, воздушные и печные варианты. Но большинство пользователей останавливают выбор на водяных системах отопления.

Дом из дерева отличается большой теплоемкостью, поэтому для его прогрева понадобиться больше тепловой энергии.

Помимо этого схема отопления частного дома предполагает, что надо постоянно поддерживать комнатную температуру воды. Необходимо это для того, чтобы помещение не отсырело. При подобном устройстве отопления система состоит из теплонагревательного котла, магистрали и отопительных агрегатов. Конструкцию необходимо оснастить шаровыми кранами и терморегуляторами. Конечно, для отопления деревянного дома можно использовать и искусственную систему теплоснабжения, но схема отопления без насоса все же встречается чаще. Более детально о системе отопления с насосной циркуляцией мы уже писали здесь .

Схема отопления двухэтажной жилой постройки

Реализуется система отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома в двухтрубных и однотрубных системах. Принцип у них один – от котла вверх на максимальную высоту поднимается труба, а потом идет распределение теплоносителя по конструкциям отопления. Различие заключается в следующем: в двухтрубной системе отопления вода, которая уже остыла, собирается в другую трубу, которая заводится на вход обратки теплового котла. Что касается однотрубной системы, на вход обратки котла идет трубопровод от выхода последней батареи. Двухтрубная схема отопления с естественной циркуляцией – наиболее подходящий вариант для домов с двумя этажами.

От однотрубной двухтрубная система отличается лишь порядком подключения отопительных элементов. Перед каждой батареей рекомендуется ставить регулировочный бак. Для обеспечения нормальной циркуляции воды в двухэтажном доме всегда хватает расстояния между центром теплового котла и верхней точкой подающего трубопровода. Поэтому аккумулирующая емкость для обогрева может быть оборудована не на чердаке помещения, а на втором этаже.

Схема отопления одноэтажной жилой постройки

Однотрубная схема отопления с естественной циркуляцией одноэтажного дома является наиболее подходящей для таких сооружений. Состоит такая система из одной трубы и включает котел для нагрева, трубопроводную разводку, проводку и расширительный бак. Схема подобной системы отличается простотой. Поэтому ее установку можно провести и своими руками. По периметру жилого помещения пускается труба. Выбирать надо трубы большого диаметра – не меньше ДУ32.

Монтируется труба внутри жилого помещения. Со стороны подачи разводка должна быть выше, нежели там, где обратка возвращается к отопительному котлу. В закольцовку врезаются радиаторы либо конвекторы. Для этого применяются трубы с диаметром поменьше. Желательно на подводках установить дроссели и вентили. Также нелишним будет ивоздушник. Подобная схема позволяет обогревать помещение без использования вспомогательной арматуры.

В частном секторы широко применяют горизонтальную систему отопления, которая классифицируется на тупиковые и попутные системы движения воды. При тупиковой системе каждая из батарей располагается дальше от котла. Подобная система может быть легко разбалансирована. Поэтому настраивают ее очень долго. Надо отметить, что попутная система отопления схема которой предполагает больший расход труб по сравнению с тупиковой, используется преимущественно в простых системах теплоснабжения.

Выбирая попутную систему, надо учесть, что циркуляционные кольца должны быть одинаковыми.

Все радиаторы в системе работают как один. Сегодня очень часто используют гибкие шланги для отопления дома. Они служат для подсоединения обогревателей к системе теплоснабжения.

Варианты разводки

Мы приведем все возможные принципиальные схемы водяного отопления одноэтажного дома; однако автор настойчиво рекомендует отказаться от двух из них в пользу третьей. Обоснование? Давайте все-таки начнем со знакомства.

Двухтрубная

Схема двухтрубной системы отопления одноэтажного дома выглядит так:

• По периметру дома(под полом или в жилом помещении) проходят два трубопровода — подающий и обратный.
• Радиаторы, регистры, фанкойлы или конвектора врезаны в них в качестве перемычек, создавая своего рода короткое замыкание.

Понятно, что вода будет стремиться циркулировать через ближние к циркуляционному насосу отопительные приборы. Чтобы дальним тоже досталось тепло, система отопления балансируется: проход воды через часть батарей ограничивается дросселями.

Недостатка у этой схемы видится два:

1. Неоправданно большой расход труб.
2. Опасность разморозки без балансировки.

Достаточно любопытному ребенку открыть до отказа ближние дроссели — и через небольшое время циркуляция в дальних батареях уменьшится до нуля. Автору доводилось восстанавливать двухтрубные системы отопления после таких событий: и трубы, и радиаторы были разорваны льдом.

Двухтрубное отопление. Можно и так, но есть более простой и надежный вариант.

Эта схема системы отопления одноэтажного дома выглядит так:

• На прямом и обратном трубопроводе монтируются коллекторы — гребенки с дросселями на каждом отводе.
• От каждой пары отводов (одного с подачи и одного с обратки) идет пара труб к батарее.

В плане регулировки, ее возможностей и удобства такая схема выше всяких похвал. А вот с монтажом все хуже: вы столкнетесь с необходимостью прятать в стяжку пола или за фальшстенами не меньше полудюжины труб. Чаще — куда больше. Разумеется, их суммарная стоимость тоже не порадует.

Простой и дешевой лучевую разводку точно не назовешь.

Однотрубная

Простейшая схема однотрубной системы отопления для одноэтажного дома, так называемая ленинградка, монтируется так:

По периметру дома пускается труба большого диаметра (не меньше ДУ32. Больше — лучше).

Трубу монтируют внутри жилого помещения: тогда все тепло, которое отдается ее поверхностью, послужит обогреву помещения. Причем там, где это больше всего нужно — у внешних стен. Со стороны подачи разводка должна быть несколько выше, чем там, где к котлу возвращается обратка.

1-котел. 2-расширительный бак. 3-регистры отопления.4-дроссели. 5-обводка входной двери. 6-сброс. Стрелки показывают уклон труб. Эта схема обеспечивает естественную циркуляцию.

В закольцовку трубой меньшего диаметра (обычно ДУ20) врезаются радиаторы или конвектора. На подводках желателен монтаж дросселей и отсекающих отопительный прибор вентилей; воздушник в верхней пробке тоже не помешает. Однако эта схема отопления одноэтажного дома позволяет запустить тепло и без дополнительной арматуры.

Дроссели полезны, чтобы выровнять температуру радиаторов вдоль кольца; воздушники стравят воздух, который без них будет вытеснен водой в верхнюю часть отопительного прибора и несколько уменьшит эффективность теплоотдачи.

Что мы получаем?

• Описанное отопление одноэтажного частного дома своими руками монтируется очень быстро и с минимальными затратами.
• Тепло не теряется: все коммуникации находятся внутри жилых комнат.
• При остановке циркуляционного насоса движение теплоносителя замедлится, но не остановится. Теплового расширения воды достаточно для продолжения циркуляции.

Ключевой момент здесь — диаметр кольца по периметру дома. Чем он меньше, тем медленнее естественная циркуляция воды.