Система отопления двухэтажного дома. 20+ способов

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.

Теплопотери частного дома

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.

Выбор труб

Главным моментом монтажа коллекторной разводки – правильный выбор труб. В монтаже данной системы используют большое количество соединений, что влечёт за собой применение большого количества зажимов, фитинга. Для этой цели наиболее подходящим будут мягкие, гибкие шовные металлопластиковые или полиэтиленовые трубы. Для выхода патрубков из коллектора используются медные трубы.

Данные трубы обладают свойствами предотвращения попадания воздуха благодаря специальному покрытию внешней стороны поверхности.

Наиболее оптимальный диаметр труб – 16 мм. Однако по данному вопросу следует проконсультироваться со специалистом.

Схема с естественной циркуляцией

Чтобы понять принцип действия гравитационной системы, изучите типовую схему, применяющуюся в двухэтажных частных домах. Здесь реализована комбинированная разводка: подача и возврат теплоносителя происходит по двум горизонтальным магистралям, объединенным однотрубными вертикальными стояками с радиаторами.

Как работает самотечное отопление двухэтажного дома:

1. Удельный вес нагреваемой котлом воды становится меньше. Более холодный и тяжелый теплоноситель начинает вытеснять горячую воду вверх и занимать ее место в теплообменнике.
2. Нагретый теплоноситель движется по вертикальному коллектору и распределяется по горизонтальным магистралям, проложенным с уклоном в сторону радиаторов. Скорость течения невелика – порядка 0.1—0.2 м/с.
3. Расходясь по стоякам, вода попадает в батареи, где успешно отдает теплоту и охлаждается. Под воздействием гравитации она возвращается в котел по обратному коллектору, собирающему теплоноситель из остальных стояков.
4. Прирост объема воды компенсируется расширительным баком, установленным в самой высокой точке. Обычно утепленная емкость располагается на чердаке здания.

В современном исполнении гравитационные системы оснащаются насосами, ускоряющими циркуляцию и прогрев помещений. Перекачивающий агрегат ставится на байпасе параллельно подающей магистрали и функционирует при наличии электроэнергии. Когда свет отключается, насос бездействует, а теплоноситель циркулирует за счет гравитации.

Сфера применения и недостатки самотека

Назначение гравитационной схемы – теплоснабжение жилищ без привязки к электричеству, что актуально в отдаленных регионах с частыми отключениями света. Сеть самотечных трубопроводов и батарей способна работать вместе с любым энергонезависимым котлом либо от печного (раньше говорили – парового) отопления.

Разберем отрицательные стороны использования самотека:

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

Чтобы выполнить требование №1 (смотри первый раздел) в условиях ненадежного электроснабжения, хозяину двухэтажного частного дома придется нести расходы на материалы – трубы повышенного диаметра и облицовку для изготовления декоративных коробов. Остальные минусы некритичны – медленный прогрев устраняется путем установки циркуляционного насоса, недостаток экономичности – монтажом специальных термоголовок на радиаторы и изоляцией труб.

Советы по проектированию

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

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

Расчет и проектирование самотечного отопления в коттедже сложной планировки стоит доверить специалистам. И последнее: магистрали Ø50 мм и более придется исполнять стальными трубами, медью либо сшитым полиэтиленом. Максимальный размер металлопластика составляет 40 мм, а диаметр полипропилена выйдет просто угрожающим из-за толщины стенок.

Схемы современных систем отопления закрытого типа для частных домов

Индивидуальные дома рекомендуется оснащать двухтрубными системами отопления с принудительной циркуляцией. Схемы их могут быть вертикальными, похожими на схему рис. 4 с котлом вместо теплообменника (поз.9) и закрытым мембранным расширительным баком, присоединенным посредством короткой трубы в той же точке перед насосом.

Но сверлить потолок и полы во всех комнатах, пропуская вертикальные двухтрубные стояки, нерационально. Правильнее использовать горизонтальные двухтрубные системы, показанные на рис.2. Комнаты каждого этажа частного дома обойдут последовательно периметральные горизонтальные отопительные контуры, связанные единственным двухтрубным стояком, как показано на рисунке ниже.

7. Двухтрубная горизонтальная схема отопления двухэтажного дома.

Радиаторы этажных контуров последней схемы, называемой тупиковой, подключены к отпительным трубам («подаче» и «обратке») боковым способом. Он может быть нижним, когда магистральные трубы и радиаторные подводки прячут под декоративным плинтусом, или диагональным, обеспечивающим максимальное обтекание отопительного прибора теплоносителем. Всем способам исполнения тупиковой схемы присущ общий недостаток – различные гидравлические сопротивления пути теплоносителя через радиаторы, обусловленные разной длиной отопительных труб. Наименьшее гидросопротивление имеют ближайшие к этажному вводу радиаторы, они обтекаются теплоносителем интенсивнее других и нагреты сильнее последних приборов этажного контура.

Балансировать тупиковую схему непросто, приходится долго открывать/закрывать радиаторные краны, добиваясь равномерного прогрева радиаторов. Свободна от этих недостатков горизонтальная двухтрубная схема Тихельмана (попутная схема) отопления двухэтажного дома, показанная на рисунке ниже.

8. Горизонтальная двухтрубная схема Тихельмана.

Здесь суммарная длина труб отопления до любого радиатора в этажном контуре одинакова. Ближайшие к этажным вводам радиаторы имеют минимальной длины трубы «подачи», но максимальные длины «обраток». Наиболее удаленные получают теплоноситель по самым длинным трубам, а отдают – по наиболее коротким. Результат – все радиаторы прогреты равномерно, сама же схема балансировки не требует, хотя и проигрывает тупиковой по суммарной длине труб.

Заключение

Двухтрубные закрытые схемы отопления по-разному понимаются во много и малоэтажном (индивидуальном) строительстве. Двухтрубный вариант отопления «многоэтажек» в российских реалиях остается маловостребованным, используемым только в высокодоходных новых домах. Индивидуальный сегмент строительства активно использует закрытые двухтрубные варианты систем отопления домов, отдавая предпочтение стабильно работающим, экономичным схемам.

Установка водяного отопления частного дома

Установка осуществляется в пару шагов:

• монтаж котла(ов) отопления;
• установка радиаторов;
• разводка труб;
• установка доп. оборудования;
• подключение каждого элемента в общую систему, используя сварку, фитинги и подводки.

Рассмотрим более детально все шаги.

Размещение радиаторов

Часто, радиаторы монтируют около входа или под окнами в доме. Установка радиаторов ведётся в зависимости от их габаритов и типа на специальные крепления. Качество крепления должно быть соответствующим тяжести радиатора.

Монтируются радиаторы горизонтально так, чтобы отступ от подоконника был 10 см и от пола 6 см. На все радиаторы рекомендуется установить запорную арматуру, регулятор и автоматический воздушный клапан. Кран (запорная арматура) способен отключить радиатор от всей системы когда это потребуется. Благодаря воздушному клапану можно автоматически стравливать воздух из батареи и во время использования системы отопления, и при её запуске.

Разводка труб и монтаж доп. оборудования

Разводка труб идёт от отопительного котла с применением специально предназначенных фитингов (соединители, переходники, уголки, тройники и многие другие). Для каждого типа труб имеется своя индивидуальная разводка и установка, которые можно найти в остальных статьях по этой теме. Во время разводки после размещения, трубы могут оставаться на виду (открытая разводка) или же их укладывают в специальные ниши или борозды, а после размещения закрываются штукатуркой или шпатлевкой (скрытая разводка). Разводка труб осуществляется вместе с подключением батарей и установки доп. оборудования для конструкции водного отопления дома.

Монтаж котла

Место установки котла заимствуется из расчёта наивысшего упрощения разводки труб отопления и их минимальнейшего расхода. Кроме этого, при размещении электрического или газового котла стоит учесть размещение будущего ввода или уже имеющегося газопровода или электрической проводки.

Подбирая место монтажа печи с водяным контуром или твердотопливного котла, обычно, главную роль играет возможность монтажа дымовой трубы.

Уровень размещения котла имеет значение исключительно для естественно-циркулируемого отопления. Таким образом, наибольшая польза будет от самой нижней точки установки ввода «обработки». Оптимальный выбор для котла с твёрдым топливом – это подвал или цокольный этаж дома. При печном отоплении также необходимо, чтобы топливник, с расположенным в нём теплообменником, находился в самой низкой точке из всех допустимых конструкцией печи.

На этом всё, спасибо, что полностью прочитали статью. Надеемся наша статья вам поможет. Чуть ниже вы можете посмотреть видео. Ну а сейчас до скорых встреч в новых статьях.

Устройство тупиковой разводки

Главная особенность, отличающая тупиковую систему от других, в том, что длина подающего и обратного трубопровода в ней неодинакова. Её использование подходит для тех случаев, когда необходимо:

1. Разделить один тупик на несколько ответвлений при сложной конфигурации помещения.
2. Установить на одно плечо повышенное число батарей, обеспечив глубокую балансировку. При такой балансировке гидравлическое сопротивление первых радиаторов и коротких плечей увеличено.
3. Скрыть трубы под полом или под обшивкой потолка (для верхних этажей).

1. Разделить один тупик на несколько ответвлений при сложной конфигурации помещения.
2. Установить на одно плечо повышенное число батарей, обеспечив глубокую балансировку. При такой балансировке гидравлическое сопротивление первых радиаторов и коротких плечей увеличено.
3. Скрыть трубы под полом или под обшивкой потолка (для верхних этажей).

Такой способ организации отопления подразумевает наличие двух трубопроводных контуров, благодаря чему теплоноситель циркулирует в противоположных направлениях. Нагретая в котле вода уходит в радиаторы по подающей трубе. Отдав тепловую энергию, остывшая вода движется по обратной магистрали навстречу горячему потоку и попадает обратно в котёл, где происходит её повторное нагревание.

Радиаторы могут присоединяться к отопительному контуру по-разному. В зависимости от способа установки двухтрубная тупиковая система отопления бывает:

• Вертикальной. Батареи крепятся к стояку. Циркуляционные кольца, расположенные ближе к нему, имеют меньший размер, чем остальные. По этой причине движение теплоносителя происходит неравномерно. Воздух в помещениях, находящихся на удалении от источника тепла, прогревается хуже и дольше. Вертикальную схему чаще всего применяют для обогрева многоэтажных зданий.
• Горизонтальной. Состоит из трубопроводов равного диаметра, обеспечивает равномерный нагрев всей площади. Использование армированных полимерных труб с надвижными гильзами позволяет скрыть контур в стяжке пола, не нарушая дизайна помещений. Важным преимуществом горизонтального способа установки является возможность подключения к общему контуру полотенцесушителей и дополнительных магистралей для обогрева пола.

Однотрубная система отопления

Этот вариант используется в тех случаях, когда необходимо провести коммуникации быстро и с минимальными затратами.

Применяется в жилищном, частном и промышленном строительстве. Особенностью такого решения является отсутствие магистрали обратной подачи воды. Батареи подключаются последовательно, сборка производится в сжатые сроки и не требует сложных предварительных расчетов.

Как работает однотрубная магистраль

В таких конструкциях теплоноситель подается в верхнюю точку и стекает вниз, последовательно проходя через нагревательные элементы. При обустройстве многоэтажного дома практикуется установка промежуточного насоса, создающего необходимое давление в подающей трубе для продавливания горячей воды по замкнутому контуру.

При условии небольшой высоты дома и ограниченного количества потребителей тепла циркуляция воды происходит в достаточной степени эффективно.

Вертикальная и горизонтальная схемы

Строительство однотрубной магистрали осуществляется в вертикальной и горизонтальной ориентации. Вертикальная разводка устанавливается в зданиях, имеющих два и более этажа. Теплоноситель подается в радиаторы, начиная с самого верхнего. Горизонтальная отопительная магистраль чаще всего применяется для обустройства одноуровневых строений — домов, дач, складов, офисов и прочих коммерческих объектов.

Схема разводки трубопровода предполагает горизонтальное расположение стояка с последовательным его подводом к батареям.

Плюсы и минусы

Однотрубный вариант конструкции отопительной магистрали имеет следующие достоинства:

Монтаж проводится быстро, что немаловажно при современных требованиях темпов строительства. Кроме этого, внешний вид однотрубного коллектора высотой несколько метров выигрывает в сравнении со сложной системой из двух линий.
Небольшой бюджет. Расчет расходов показывает, что для строительства требуется минимальное количество труб, фитингов и арматуры.
Если потребители устанавливаются на байпас, то появляется возможность регулировать баланс тепла отдельно в каждой комнате.
Использование современных запорных устройств дает возможность модернизировать и совершенствовать магистраль

Это позволяет осуществлять замену радиаторов, врезку приборов, другие усовершенствования без длительной остановки системы и слива из нее воды.

Расчет расходов показывает, что для строительства требуется минимальное количество труб, фитингов и арматуры.
Если потребители устанавливаются на байпас, то появляется возможность регулировать баланс тепла отдельно в каждой комнате.
Использование современных запорных устройств дает возможность модернизировать и совершенствовать магистраль. Это позволяет осуществлять замену радиаторов, врезку приборов, другие усовершенствования без длительной остановки системы и слива из нее воды.

Есть у этой конструкции и свои недостатки:

• Последовательное расположение батарей не исключает возможность регулировать в них температуру нагрева по отдельности. Это влечет охлаждение всех остальных радиаторов.
• Ограниченное количество батарей на одной линии. Больше 10 их ставить нецелесообразно, так как на нижних уровнях температура будет ниже допустимого.
• Необходимость установки насоса. Это мероприятие требует дополнительных денежных вложений. Силовая установка может стать причиной гидроудара и повреждения магистралей.
• В частном доме потребуется установка расширительного бака с краном для стравливания воздуха. А для этого требуется место и проведение утеплительных мероприятий.

Материалы

Из чего лучше своими руками сооружать отопление? Давайте пройдемся по главным ее элементам.

Котел

В случае если ваш дом газифицирован, лучший вариант с позиций затрат на отопление — газовый котел. Нужно — конденсационный: применение полной теплоты сгорания газа (включая энергию, которая отбирается у продуктов сгорания при их конденсации) увеличивает его КПД на 9-11%.

Безопасность

В закрытой системе за нее отвечает так называемая несколько безопасности — непроизвольный воздухоотводчик, манометр и предохранительный клапан. Кроме них, контур комплектуется расширительным баком, компенсирующим повышение объема теплоносителя при расширении. Его количество берется приблизительно равным 1/10 от общего количества теплоносителя.

В открытой системе (значительно чаще открытой делается самотечная система отопления 2х этажного дома) функции всех вышеперечисленных приспособлений возлагаются на открытый расширительный бак. Он монтируется под потолком второго этажа либо на чердаке. Розливы прокладываются с постоянным уклоном, так, дабы воздушное пространство из них вытеснялся теплоносителем в бак.

Отопительные устройства

В случае если вами употребляется схема отопления 2х этажного дома с твердотопливным котлом, предпочтительны чугунные секционные радиаторы либо регистры. Их большая масса и громадный внутренний количество означают, что по окончании прогорания горючего контур будет остывать достаточно медлительно.

Во всех других случаях оптимальный выбор — алюминиевые секционные радиаторы.

С чем связана инструкция?

• Они владеют прекрасной теплоотдачей.
• Их внешний вид впишется в самый изысканный дизайн жилой помещения.
• Наконец, цена- от 280 рублей за секцию — не покажется разорительной самому экономному домовладельцу.

Трубы

Обычный диапазон температур для автономного отопления — 50-75С при давлении не более 2,5 атмосфер.

Из этого и советы по выбору труб для отопления:

Армированный полипропилен. Армирование значительно уменьшит температурное расширение материала.

• Сшитый полиэтилен.
• Металлопластик. Лучше — с пресс-фитингами: компрессионные весьма чувствительны к качеству калибровки и при мельчайшем нарушении разработки через пара месяцев начинают течь по соединениям.

Естественная и принудительная циркуляция

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

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

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

Схема системы отопления двухэтажного частного дома, созданная с применением естественной циркуляции, должна предусматривать ограниченную длину трубопроводов – длина горизонтальных участков не должна превышать 30 метров. В противном случае естественного гидравлического давления просто не хватит для циркуляции нагретого теплоносителя. Также на его протекание будут оказывать влияние лишние изгибы труб и дополнительная фурнитура.

Если ваш дом достаточно мал, вы можете обойтись отоплением с естественной циркуляцией. Что касается обогрева большой площади, то здесь лучше воспользоваться принудительной циркуляцией с помощью специального насоса. Преимущества подобных систем:

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

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

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

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