Виды схем отопления
Отопление двухэтажного дома можно организовать по одной из нижеперечисленных схем.
Однотрубная, двухтрубная и лучевая схемы отопления частного дома
В небольшом частном доме можно применить последовательную схему подключения радиаторов отопления. В этом случае контур будет образован одной трубой, поэтому такая система получила название однотрубной. Это самый недорогой, но и наименее практичный вариант: в наиболее удаленные от котла радиаторы теплоноситель поступает относительно холодным, из-за чего количество секций в этих приборах приходится увеличивать.
Двухтрубная схема отопления с верхней и нижней разводкой
Более равномерно тепловая энергия распределяется в двухтрубной системе. Она состоит из двух трубопроводов – подающего и обратного, между которыми по параллельной схеме подключаются радиаторы. Для двухэтажного частного дома с большим количеством помещений такая схема системы отопления является оптимальной.
Наиболее дорогостоящей, но и самой удобной с точки зрения управления, является лучевая схема. Согласно ей, к каждому радиатору прокладываются собственные подающий и отводящий трубопроводы, которые сходятся в одном коллекторе. Если из-за неправильного гидравлического расчета на отдельных участках обычной двухтрубной системы может наблюдаться слабая циркуляция теплоносителя или ее отсутствие, то при лучевой схеме подобные явления полностью исключены.
Горизонтальная и вертикальная схемы с нижней и верхней подачей
В двухэтажных частных домах с небольшой площадью систему отопления своими руками часто сооружают по горизонтальной схеме.
Согласно ей, все радиаторы в пределах одного этажа объединяются в горизонтальный контур, а для запитки каждого из этих контуров сквозь все этажи прокладывается один хорошо утепленный стояк.
При большой площади этажей горизонтальные контуры получались бы слишком длинными, поэтому соблюдение требуемого уклона при их монтаже было бы невозможным.
В этом случае прибегают к организации отопления по вертикальной схеме. В соответствии с данным принципом объединяются не те радиаторы, которые расположены на одном этаже, а смонтированные друг над другом на разных этажах. Для этого прокладывается несколько стояков.
Они могут подключаться последовательно:
- теплоноситель от котла поднимается по одному стояку;
- затем по расположенной на втором этаже или на чердаке перемычке он поступает во второй стояк, по которому и движется в обратном направлении.
Но практикуют и параллельное подключение стояков. Для этого прокладывают два кольцевых трубопровода, один из которых играет роль распределительной гребенки (от него и запитываются все стояки), а второй – выполняет функцию «обратки» (сюда поступает остывший теплоноситель).
Если в доме имеется утепленный чердак или технический этаж, первый из трубопроводов можно разместить здесь. В таком случае говорят, что система имеет верхнюю разводку. При отсутствии такого помещения оба трубопровода приходится располагать в подвале или цокольном этаже (нижняя разводка).
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.
А как работает правильно собранная схема?
При выполнении классической однотрубной схемы («ленинградской»), когда под радиаторами проложена магистральная труба, ситуация другая. Движущийся теплоноситель, встречая на своем пути первый тройник, распределяется на два потока в соответствии с величинами гидравлических сопротивлений прямого пути и бокового отвода тройника. Из-за большего гидросопротивления бокового отвода в радиатор затекает небольшая часть общего потока теплоносителя (обычный «коэффициент затекания» составляет 0,2-0,3). Эта малая часть остывает внутри батареи на несколько градусов, как показано на рисунке ниже, подмешиваясь на выходе к основному неостывшему потоку. Результирующая его температура оказывается выше, чем при пропускании всего объема жидкости через отопительный прибор.
Распределение теплоносителя в обвязке радиатора «ленинградской» схемы.
При движении по контуру температура жидкости все равно снижается, но в меньшей степени, до температуры уже не 35 °С, а примерно 45 °С, т.е. батареи в цепочке оказываются более выровненными по нагреву. Специалисты высказывают мнение, что однотрубная схема («Ленинградка») позволяет добиться равномерного прогрева до 10-11 радиаторов в контуре (по десять секций в каждом приборе).
Схемы подключения
Третьим важным фактором, влияющим на качество отопления, является схема подключения магистралей. Поскольку мы уже определились, что лучше всего для двухэтажного дома подходит двухтрубная разводка с принудительной циркуляцией, говорить мы будем именно о ней.
Подключение может быть вертикальным и горизонтальным. Первый вариант делится еще на два: с верхней и нижней разводкой. Разница между ними заключается в том, какой маршрут приходится проделывать теплоносителю.
При верхней разводке вода сначала идет от нагревшего ее котла на второй этаж или на чердак. Оттуда она расходится по радиаторам, затем по стоякам и спускается по ним вниз, там тоже проходит через батареи и возвращается в первоисточник.
При нижней разводке все происходит в обратном порядке: теплоноситель сначала идет по первому этажу или по подвалу, затем поднимается наверх, там проходит через радиаторы и сливается обратно вниз, в котел.
В обоих вариантах вертикальной разводки необходимо предусмотреть возможность выпуска скопившегося воздуха, чтобы избежать образования пробок в радиаторах. Для этого вам понадобится сделать три шага:
- поставить расширительный бак,
- установить воздушную трубу,
- в каждый имеющийся в доме радиатор отопления вмонтировать кран Маевского. Это не спасет от появления воздуха в системе, но поможет его выпустить без особого труда. Кран Маевского устанавливается довольно просто. Спуск воздуха происходит посредством поворота ключа и занимает считанные минуты. На облик помещения кран никак не влияет, поскольку современные варианты выглядят довольно эстетично. На нашем сайте вы можете найти статьи, посвященные выбору, установке и использованию этого необходимого элемента системы отопления.
Классификация систем теплоснабжения
В одноэтажных зданиях, коттеджах, домах монтируют автономные системы обогрева или зависимые от внешних источников питания. Первые функционируют на сжиженном газе, дизельном, а также твёрдом топливе. Вторые – нуждаются в подключении к электросети или магистральному газопроводу.
Ещё одно различие между вариантами теплоснабжения заключается в необходимости участия человека в работе оборудования.
Системы с автоматизированным управлением не требуют круглосуточного мониторинга или ручной настройки. Поддержание комфортной температуры внутри здания обеспечивают термостаты и термодатчики.
Эти приборы регулярно контролируют изменение температурных показателей, что позволяет системе отопления учитывать все факторы, которые оказывают непосредственное влияние на температуру в помещении: солнечное тепло, излучение бытовых электроприборов, нагрев от ламп для освещения и т. д.
Систему теплоснабжения нередко монтируют вместе с котельной автоматикой. Её главная задача – достичь максимально возможной экономичности, но не выходить при этом за рамки допустимых параметров
Автоматика даёт возможность изменять температурный режим в доме в разное время суток.
При классификации отопительных систем принимают во внимание такие признаки, как:
- тип носителя тепла — воздушные, водяные или паровые, комбинированные;
- вид используемого топлива — газовые, электрические, торфяные, дровяные, пеллетные, угольные;
- способ транспортировки рабочей жидкости — с естественной и принудительной циркуляцией;
- ход передвижения теплоносителя — попутные и тупиковые;
- способ подсоединения котельного оборудования — однотрубная и двухтрубная компоновка;
- схема разводки — с вертикальным или горизонтальным расположением разводящей линии, верхним или нижним, комбинированным.
Выбор отопления в двухэтажный дом
Чтобы верно подобрать схему, нужно учитывать множество факторов:
- предпочитаемый вид топлива или энергоносителя;
- величину отапливаемой площади;
- надежность электроснабжения в вашей местности;
- бюджет, выделяемый на закупку оборудования и монтаж;
- материал, из которого построено здание;
- сложность прокладки труб;
- прочие условия.
Как уже говорилось, первое место во всех отношениях занимает двухтрубная система закрытого типа с мембранным расширительным баком. В двухэтажном коттедже средней площади (до 300 м²) вам хватит диаметра труб 20—25 мм, которые при желании нетрудно провести скрытым способом. Разве что в начале схемы придется поставить трубопровод Ø32 мм.
Предлагаем еще несколько рекомендаций по выбору отопительной схемы для дома в 2 этажа:
- При частых и длительных отключениях электричества нужно задуматься о монтаже открытой самотечной системы и установке напольного котла, способного работать автономно. Покупка блоков бесперебойного питания или генераторов не всегда оправдана.
- В тех же условиях нельзя монтировать напольные сети, подключаемые к гребенке. Без насоса они работать не смогут.
- В здании с печным отоплением лучше задействовать разводку с естественной циркуляцией и открытым расширительным баком. Как самостоятельно сделать водяной контур в печке, рассказывается в этой инструкции.
- Чтобы организовать обогрев теплыми полами без радиаторов от твердотопливного котла, придется ставить буферную емкость и смесительный узел, что не всем доступно. Дешевле сделать высокотемпературную радиаторную сеть и подсоединить по двухтрубной схеме. Блок резервного питания для насоса в этом случае обязателен.
- Ленинградку применяйте в домах малой площади (до 150 м²), причем делайте ее с принудительной циркуляцией. Если размеры здания больше, а вам нужна самотечная система, то смело монтируйте вертикальные стояки с верхней подачей теплоносителя и открытым бачком, установленным на чердаке.
Существует 2 способа удешевления закупки оборудования для теплых полов. Первый – установка вместо смесительного узла гребенки термоголовок RTL, показанных на фото. Они ставятся на коллектор обратной воды и регулируют расход в каждом контуре по температуре теплоносителя.
Второй вариант – использование настенного газового котла, способного поддерживать температуру на выходе до 50 °С. Правда, в таком режиме работы он станет расходовать больше газа и быстрее засоряться от сажи.
Подробный разбор различных систем отопления для двухэтажных частных домов смотрите в последнем видео:
Система отопления двухэтажного дома
Отопление воздухом
Воздушная система отопления делится на два условных типа:
- принудительная вентиляции
- гравитационная
Гравитационная система
Предусматривает движение воздуха за счет различия температур. Как известно, такие условия заставляют воздух двигаться самостоятельно. Движение также объясняется и различающейся плотностью воздуха.
Теплый воздух проходит по путям воздуховодов, и освобождается под потолком. Затем движение происходит в сторону окон и дверей, где преобладает холодный воздух, и происходит вытеснение холодного воздуха.
Плюс данной системы заключается в независимости от электричества, а минусом является то, что происходит постоянный приток холодного воздуха из окон и дверей.
Это приводит к тому, что воздух в рабочей части остается холодным, а скопившийся под потолком горячий воздух образует перегрев
Система принудительной вентиляции
Предусматривает наличие специального оборудования, которое обеспечивает движение воздуха в заданных направлениях. Воздух, при этом, нагревается посредством специальных устройств, которыми, как правило, выступают теплогенераторы.
Такие устройства позволяют прогреть воздух до 60 градусов, а затем вентиляционная система разносит горячий воздух по установленным путям.
Холодный воздух поступает обратно в генератор, путем решеток и обратных воздуховодов, и схема повторяется.
Минусом такой системы является то, что образуется большое количество шума
Отопление электричеством
Известно несколько способов электрического отопления, в число которых входит:
- потолочные инфракрасные обогреватели
- пленочные системы отопления
- кабельные системы отопления
- электроконвекторы.
Электроконвекторы
Электроконвекторы устанавливают там где нет возможности использовать магистральный газ.
Принцип действия таких конвекторов заключается в том, что они обеспечивают циркуляцию горячего воздуха в помещении, при этом конвекторы обладают высокой защитой от влаги, и их установка возможно также и в ванных комнатах.
Дорогие модели обладают функцией, позволяющей не сушить воздух. Работа основана на нагреве воздуха специальными элементами, и затем, за счет увеличения в объеме, воздух поднимается выше и происходит циркуляция.
Уровень температуры может регулироваться, термостат при этом, может быть встроенным, а также выносным.
Режимы могут быть отрегулированы в зависимости от требований заказчика, и выключение требуется только при длительном отсутствии в доме.
Разница между встроенным и выносным термостатом заключается в том, что первый невозможно установить в другой точке.
Выносной термостат может быть установлен на стене, на уровне 1 метра, и при этом противостоять сквозняками.
Выбираю систему отопления для дома, прочитайте статью Как выбрать электрический котел отопления, возможно это то, что нужно вам
Если вы сомневаетесь в том как подключить радиатор к системе отопления, эта статья поможет вам во всем разобраться.
Водяное отопление
Такая схема водяного отопления двухэтажного дома является самой простой и доступной из всех представленных.
Котел нагревает воду до необходимой температуры, после чего нагретая вода поступает по трубам во все помещения, концентрируясь в батареях и радиаторах.
Теплоносителем в данной системе может выступать вода или антифриз для системы отопления, которые за счет циркуляции по замкнутой системе из трубопроводов, отдает тепло, полученное в начале цикла от отопительного котла.
В настоящее время особое применение получили системы водяного отопления частного дома:
- с естественной циркуляцией (работа такой системы осуществляется при разности давлений в контуре)
- с принудительной циркуляцией (с помощью работы циркуляционного насоса)
Современные системы водяного отопления включают в себя набор следующих вспомогательных элементов:
- Отопительный котел
- Подающий (главный) стояк
- Система разводящих трубопроводов
- Прямой и обратный стояк
- Обратный трубопровод с запорными вентилями
Кроме того, водяное отопление в двухэтажном доме можно сделать своими руками и устраивать по схемам, как с верхней, так и с нижней разводкой. Подобная двухтрубная система отопления двухэтажного дома имеет прямой и обратный стояк, и оснащается горизонтальной разводкой.
Принцип работы водяного отопления – в переносе воды, нагретой в котле, наверх по системе трубопроводов и далее по всем разводящим трубопроводам.
С помощью разводки теплоноситель попадает в радиаторы, где со временем охлаждается и становится тяжелее. После охлаждения вода по обратным стоякам с помощью самотека стекает в обратный трубопровод и опять поступает для нагрева в котел.
Способ циркуляции воды
Первым делом, разберем наиболее важные моменты. Одним из них является способ циркуляции воды. Основной принцип работы системы отопления довольно прост. В специальном котле, виды которого мы обсудим позже, происходит нагрев теплоносителя. Затем горячая вода (или то, что ее заменяет) по трубам идет в место назначения, а точнее — в радиаторы. Этот маршрут называется прямым током.
В процессе своего путешествия теплоноситель естественным образом потихоньку остывает. Пройдя через радиаторы, он должен вернуться обратно для повторного подогрева. Таким образом, вода беспрестанно «бегает» по кругу. И это движение может происходить либо естественным, либо принудительным путем.
Естественная циркуляция
Циркуляция воды естественным способом происходит исключительно под влиянием законов физики, которые мы знаем еще из школьного курса. Если кто-то напрочь забыл, о чем говорилось на некоторых уроках, напомним: плотность горячей воды отличается от того же показателя холодной.
Что это нам дает? То, что более плотная холодная вода по факту возвращения в котел вытесняет горячую, как бы выпихивая ее оттуда и, тем самым, провоцируя на новый заход по нужному маршруту. С такой подачи теплоноситель устремляется в стояк, из которого разбегается по сделанным ответвлениям, ведущим к радиаторам.
Чтобы этот путь был еще проще, трубы, ведущие от стояка к батареям, монтируются под небольшим уклоном. Буквально 3–5 градусов в сторону радиатора — и вот уже воде ничто не мешает достичь цели.
С одной стороны, это самый простой способ получить тепло в доме. Единственная сложность заключается, пожалуй, в соблюдении необходимого уклона труб во время установки. Поэтому справиться с монтажом такой системы может даже неопытный мастер.
С другой стороны, давление при естественной циркуляции довольно невелико. И это приводит нас к первому различию систем в одноэтажном и двухэтажном доме. Дело в том, что при естественной циркуляции длина контура довольно ограничена, как и количество радиаторов, которые можно к нему присоединить.
Вода идет по трубам не слишком быстро, а в процессе постепенно остывает. Если маршрут будет слишком длинным, то к его концу теплоноситель уже не сможет выполнять свои функции, и вы получите практически неотапливаемые помещения. Да и для поднятия на второй этаж давления просто не хватит. Поэтому для двухэтажного здания такой вариант не подходит.
Принудительная циркуляция
В отличие от предыдущего метода, здесь все решает дополнительное оборудование — циркуляционный насос. Он отвечает за движение воды и, соответственно, за давление в трубах. С помощью циркуляционного насоса необходимое ускорение задается как прямому, так и обратному ходу теплоносителя.
Это оборудование может обладать различной мощностью, а потому вполне реально подобрать необходимые параметры для здания с любыми габаритами. Циркуляционный насос легко загонит воду и на второй этаж, и на третий, при этом она не успеет остыть. То есть ограничение длины контура, свойственное случаям с естественной циркуляцией, здесь не имеет значения.
Монтаж системы с циркуляционным насосом не вызывает особых затруднений. Некоторые моменты реализуются даже проще, чем при естественной циркуляции — например, отпадает нужда соблюдать необходимый уклон участков трубопровода, подводящих теплоноситель к радиаторам.
Но есть, конечно, и минусы. Помимо самого факта необходимости приобретения оборудования (и сопутствующих этому затрат), необходимо учитывать еще и то, что для работы циркуляционного насоса необходима электроэнергия. Если в вашем месте проживания отключение света является довольно регулярным событием, то необходимо позаботиться о приобретении и установке запасного генератора.
В противном случае, при отключении электричества в зимний период вы рискуете получить не только охлаждение помещений, но и нарушение работоспособности всей отопительной системы. Если насос простоит долгое время, а во внешней атмосфере будет температура ниже нуля, то вода в трубах замерзнет и расширится. Это напрямую скажется на состоянии трубопровода.
Впрочем, запасной генератор, в любом случае, является полезной вещью, поэтому его приобретение наверняка не раз вас выручит. Если же не зацикливаться на зависимости от электроэнергии, то принудительная циркуляция является оптимальным — а для двухэтажных домов и единственно возможным — вариантом.
Правила установки отопления
Сложная схема теплоснабжения
Выбрав оптимальную схему теплоснабжения можно приступать к практической реализации плана обустройства двухэтажного дома. На первом этапе происходит корректировка плана и его адаптация под конкретный коттедж или дачу.
Если в качестве основы была выбрана гравитационная схема теплоснабжения, то следует соблюдать такие правила установки ее компонентов:
- Обязательный уклон труб. В подающей магистрали наклон осуществляется от котла, в обратной – к нему. В среднем величина уклона должна составлять 5-10 мм на 1 м.п.
- Диаметр трубопроводов. Для гравитационной системы рекомендуется выбирать трубы с большим сечением – около 40 мм. Так можно уменьшить влияние трения воды о внутреннюю поверхность магистралей на циркуляцию.
- Крепление должно располагаться с шагом 60-70 мм.
Для контроля степени нагрева теплоносителя на ответственных участках трубопровода устанавливаются датчики температуры. В системе в обязательном порядке должен быть предусмотрен узел добавления теплоносителя. Чаще всего это делается через расширительный бак, находящийся в самой верхней точке схемы.
В теплоснабжении с принудительной циркуляцией особое внимание уделяется подбору дополнительных компонентов. Помимо труб, радиаторов и котла в схеме теплоснабжения обязательно должны присутствовать следующие компоненты:
- Расширительный бак. Устанавливается перед входом обратной магистрали в котел.
- Группа безопасности, включающая в себя воздухоотводчик, спускной клапан и манометр. Монтируется на подающей магистрали.
- Правильная обвязка радиаторов – установка терморегуляторов и кранов Маевского.
Для системы с принудительной циркуляцией чаще всего выбираются двухтрубная или коллекторная разводка труб. Однотрубная схема будет неэффективной, так как не сможет обеспечить оптимальные показатели нагрева радиаторов.
Проектирование коллекторного теплоснабжения представляет собой сложную задачу. Самостоятельно составить схему и подобрать компоненты в этом случае очень сложно. Поэтому эту работу лучше всего доверить специализированным компаниям.
Для коллекторной системы теплоснабжения обязательно монтируется циркуляционный насос в обвязке каждой гребенки.
В каких домах выгоден однотрубный «самотек»?
Только не в 3-х этажном доме. «Самотечный» теплоноситель движется «лениво». Имеющиеся 20 кг разницы в весе тонны нагретой и холодной воды не создадут достаточной разницы давлений между «подачей и «обраткой для интенсивного движения по трубам, батареям.
В двухэтажном доме «самотек» будет работать неплохо, но второй этаж должен быть полноценным, имеющим чердак, позволяющий установить расширительный бачок. От котла в подвале (приямке) до бачка идет главный вертикальный стояк подачи. От стояка отходит т.наз. «лежак», уклоняющийся вниз. От «лежака» опускаюся стояки к этажным радиаторам. Эта вертикальная система, показанная на рисунке ниже, напоминает устройство отопления многоэтажного дома.
Самотечная однотрубная вертикальная система 2-х этажного дома.
Мансардный второй этаж вашего дома, имеющий окна в крыше (невысоких стенах) затрудняет монтаж самотечной системы. Мансарда исключает установку открытого расширительного бачка, наполненного антифризом. Герметичный бачок с газоотводящей трубкой, выведенной наружу, спасет положение, увеличивая затраты.
Наклонные трубы-«лежаки» плохо вписываются в пространство мансарды, могут пересекать оконные проемы, портя интерьер помещения.
«Самотек» больше подходит одноэтажным домам в местностях, характеризуемых ненадежным электроснабжением.
