Схемы систем отопления двухэтажного дома

Естественная и принудительная циркуляция

Однотрубные системы могут монтироваться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя. Схема всегда выбирается исходя из планировки и архитектурных особенностей здания. Для 1-этажных домов предпочтительна естественная циркуляция воды в магистрали. Подходит такая схема и для двухэтажных частных домов. Нужно только учитывать планировочные особенности здания.

Принудительная циркуляция

Работоспособность системы отопления определяется правильным местом установки расширительного бачка. В одноэтажных домах нередко приходится выносить его в чердачные помещения, что чревато его перемерзанием в холодные месяцы зимы. В двухэтажном здании такая проблема отпадает сама собой. Расширительный бак можно разместить в любом месте на втором этаже. Такое расположение обеспечит необходимый сброс теплоносителя.

Системы с естественной циркуляцией чаще всего монтируют с верхней разводкой, когда теплоноситель поступает в радиаторы сверху. Основной плюс такого способа — максимально равномерное прогревание отопительных приборов. Для обеспечения гравитационного движения воды в трубах их прокладывают под уклоном 3–5 градусов. Трубы подбираются таким образом, чтобы по мере подвода обратной магистрали к котлу их диаметр увеличивался. В результате получается эффективная, простая в эксплуатации и надежная система.

Несмотря на достоинства система с естественной циркуляцией в двухэтажных зданиях монтируется не так уж часто. Основная причина этого — ограничения на площадь помещения, где можно создавать такие коммуникации. Напора теплоносителя, передвигающегося по трубам естественным путем, достаточно для того, чтобы обогреть дом не более 130 кв. метров. Этажность здания значения не имеет. Негативно сказывается на работе и значительная дельта температур в подающей трубе и обратке.

Однотрубная система с принудительной циркуляцией более эффективна. Лучше использовать схему, при которой от котла отходят две ветви — одна на каждый этаж. При использовании такого подключения обязательно нужна установка запорной арматуры на входе трубы.

Работа системы при этом выглядит следующим образом. Теплоноситель выходит из котла по подводящей трубе и расходится по двум веткам. На каждой ветке установлены радиаторы, нагреваемые за счет прохождения теплой воды. Далее теплоноситель поступает в единую трубу-обратку, которая ведет к котлу. Установка запорной арматуры позволяет обогревать не все помещение, а только его половину, поскольку при необходимости одну ветку можно легко отключить.

Но подобное решение является энергозависимым, а в случае отключения электроэнергии дом останется без тепла. Ведь циркуляционный насос остановит свою работу.

Системы с естественной и принудительной циркуляцией – какая лучше?

Различие между этими двумя типами циркуляции состоит в способе передвижения воды по СО. Для реализации принудительной схемы необходимо устанавливать специальное оборудование, в частности циркуляционный насос, для естественной такой потребности нет.

ЕЦ характеризуется рядом достоинств:

  • отсутствие при работе системы шума и вибрации;
  • элементарность монтажа и обслуживания;
  • большой срок эксплуатации.

Монтаж системы с естественной циркуляцией

При этом СО с естественной циркуляцией достаточно медленно запускаются, вода в трубах таких систем может замерзнуть при минусовых температурах на улице. Еще один минус заключается в необходимости установки больших по сечению труб (они дороже и более сложны в установке).

Сейчас такие системы применяются достаточно редко. Пользователи отдают предпочтение более современной и эффективной схеме обогрева. Это СО с принудительной циркуляцией, имеющая следующие важные преимущества:

  • возможность строительства в частном доме разводки любой протяженности;
  • независимость качества обогрева от показателей температуры теплоносителя;
  • простая регулировка рабочих режимов.

СО с принудительной циркуляцией

В вариантах с принудительной циркуляцией горячая вода идет по трубам благодаря работе насосного оборудования. Вода идет от котла, в котором нагревается, под действием специального насоса (его называют циркуляционным).

На каждом радиаторе при такой схеме обогрева ставят вентили и краны Маевского. Первые дают возможность выбирать температуру нагрева конкретной батареи. Вентили могут быть автоматическими и ручными. А кран Маевского позволяет удалять из системы ненужный воздух.

Вентили и краны Маевского

Специалисты советуют монтировать в двухэтажных коттеджах СО с двухконтурным котлом и принудительной циркуляцией. Тогда вам будет очень просто сделать в доме «теплый пол», установить полотенцесушители и всегда контролировать работу СО, выставляя для себя наиболее комфортную температуру.

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.


Принципиальная схема самотечной разводки с циркуляционным насосом

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

Сфера применения и недостатки самотека

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

Разберем отрицательные стороны использования самотека:

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

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

Советы по проектированию

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

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

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

Что такое «Ленинградка» и особенности монтажа

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

«Ленинградка» в виде схемы

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

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

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

Особенности работы системы обогрева

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

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

Самый легкий вариант

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

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

4 Двухтрубные разводки отопления – варианты для двухэтажного дома, схемы

Все преимущества контура с принудительным движением теплоносителя реализуются при устройстве и эксплуатации двухтрубной системы отопления двухэтажного дома. При такой разводке, имеющей несколько вариантов рабочих схем, подача теплоносителя и его отвод от батарей производится по разным коммуникациям. Радиаторы подключаются к системе параллельно, то есть независимо друг от друга.

Двухтрубная система отопления идеально подойдет для контура с принудительным движением теплоносителя

Горячий теплоноситель от котла поступает в стояк, от которого на каждом этаже отходит подающая ветка и снабжает каждый обогреватель. От батарей отводящие патрубки сбрасывают остывшую жидкость в обратную коммуникацию. «Холодные» лежаки впадают в отводящий стояк, переходящий на первом этаже в обратную трубу. На обратке перед входом в котел последовательно устанавливаются:

  • мембранный расширительный бачок;
  • циркуляционный насос в системе байпаса с комплексом запорной арматуры;
  • предохранительный клапан, сбрасывающий избыточное давление в отопительном трубном контуре.

Независимое снабжение теплоносителем каждой батареи в двухтрубном отопительном контуре дает возможность регулировать (в том числе автоматически) скорость тока жидкости через радиатор и за счет этого изменять температуру обогревателя. Это делается вручную с помощью запорного крана на входе подачи теплоносителя или с помощью термостатического клапана, который регулирует просвет входящего отверстия автоматически в соответствие с заданной температурой в помещении. На выходе радиаторов часто устанавливаются балансировочные клапаны, с помощью которых производится выравнивание давления на каждом участке системы и во всем контуре.

Двухтрубная отопительная система может быть реализована в нескольких вариантах, причем на разных этажах может быть применена другая схема. Самая простая разводка двумя трубами называется тупиковой. Она заключается в том, что обе трубы (подводящая и отводящая) прокладываются параллельно, поочередно подключаясь по пути к батареям, и замыкаются в итоге на последнем обогревателе. Сечение труб (обеих) по мере приближения к последнему радиатору уменьшается. Такая разводка требует тщательной регулировки давления с помощью балансировочных кранов (клапанов) чтобы добиться равномерного поступления теплоносителя к батареям.

Следующую схему разводки и подключения труб называют «петлей Тихельмана» или встречной. Суть ее в том, что подающая труба и обратка, имеющие одинаковый диаметр на всем протяжении, подводятся к радиаторам и подключаются с противоположных сторон. Эта разводка оптимальнее и не требует балансировки системы.

Самой совершенной, но и наиболее материалоемкой, является коллекторная система отопления двухэтажного дома. Снабжение каждого отопительного прибора на этаже производится индивидуально, от коллектора к радиаторам подводятся отдельные подающие и обратные трубы. Кроме батарей, к коллектору могут быть подключены внутрипольные конвекторы, теплые полы, фанкойлы. Преимущество в том, что на каждый обогревательный прибор или систему подается теплоноситель с необходимым давлением, температурой и скоростью циркуляции. Все эти параметры регулируются устройствами (сервоприводами, смесителями жидкости, термостатами, системами клапанов), установленными на распределительных коллекторах.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Применение схем отопления с принудительной циркуляцией в двухэтажных домах используется из-за протяжённости линий системы (более 30 м). Такой способ осуществляется при помощи циркуляционного насоса, перекачивающего жидкость контура. Он монтируется на входе в отопительный прибор, где температура теплоносителя является самой низкой.

При замкнутом контуре степень напора, которую развивает насос, не зависит от этажности и площади строения. Скорость водяного потока становится больше, поэтому при прохождении по трубопроводным линиям теплоноситель сильно не остывает. Это способствует более равномерному распределению тепла по всей системе и использованию теплогенератора в щадящем режиме.

Расширительный бак можно располагать не только в наивысшей точке системы, но и возле котла. Для совершенства схемы проектировщики ввели в неё разгонный коллектор. Теперь, если отключится электроэнергия с последующей остановкой насоса, система будет продолжать работу в режиме конвекции.

  • с одной трубой;
  • двумя;
  • коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

  • тупиковая;
  • попутная;
  • коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

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 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.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

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

1 Естественная циркуляция нагретой воды по трубам – еще актуальна, но отходит в прошлое

Сейчас в проектах отопления частного двухэтажного дома уже не встретишь чертежей отопительных контуров, работающих без включения в схему циркуляционных насосов. Но еще не так давно обогрев частных домовладений с индивидуальным водяным отоплением осуществлялся исключительно благодаря естественному движению воды по трубам. В некоторых домах, построенных и оборудованных всем необходимым раньше, системы отопления с самотечной циркуляцией теплоносителя функционируют по сей день.

Система отопления с естественной циркуляцией постепенно отходит в прошлое

За счет чего движется жидкость в таких трубных контурах? Циркуляцию здесь обеспечивает разница в плотности воды с различной температурой. Горячая жидкость легче (меньше плотность), поэтому стремится вверх, более холодная – вниз. Нагретый котлом теплоноситель уходит по стояку наверх, на его смену приходит остывшая вода из обратного трубопровода. Это называется конвекцией, которая обеспечивает половину энергии, необходимой для осуществления естественной циркуляции.

Вторую половину движущей силы придает жидкости гравитация. Чтобы сила притяжения действовала эффективнее, горизонтальные трубы контура (лежаки) устанавливают с уклоном в сторону движения теплоносителя. Подающий трубопровод наклонен к радиаторам отопления, обратный лежак – к котлу. Кроме уклона труб в самотечном контуре большое значение для успешного осуществления циркуляции имеют такие факторы:

  • положение котла относительно обратной трубы (чем ниже установлен агрегат, тем лучше);
  • диаметр трубных коммуникаций (чем шире просвет трубопровода, тем ниже сопротивление);
  • сечение внутренних отверстий в батареях (та же закономерность, что и для труб).

Соблюдение этих правил позволяет сделать эффективный самотечный контур в доме своими руками. Однако условия, которые необходимо соблюдать при монтаже системы с естественным движением теплоносителя, являются причиной таких ее недостатков:

  • громоздкие трубы (обычно стальные) нельзя проложить скрыто, они всегда на виду;
  • для котла необходимо делать углубленную площадку, что делает неудобным его обслуживание;
  • необходимо поддерживать разницу между горячим и остывшим теплоносителем не менее 25 градусов;
  • оптимальными батареями отопления, имеющими наибольший внутренний просвет и меньшую подверженность коррозии (при естественной циркуляции в теплоносителе много воздуха), являются чугунные (выбор невелик);
  • большой объем теплоносителя и необходимость монтировать громоздкий расширительный бак открытого типа;
  • сложно провести правильные теплотехнические расчеты для равномерного обогрева комнат.

Кроме того, самотечный контур не способен полноценно обогреть габаритные постройки. Эффективная естественная циркуляция возможна при длине лежаков до 45 м и площади до 180 м2 (в двухэтажном доме). Эти минусы делают самотечные контуры минимально востребованными у домовладельцев. Но все же остаются приверженцы отопительных гравитационных систем, аргументирующие свои предпочтения такими преимуществами самотечных контуров:

  • независимость от бесперебойной подачи электричества;
  • бесшумность движения жидкости по трубам;
  • эффективность отопительной системы при эксплуатации твердотопливных котлов (высокая инерционность частично нивелирует частые и значительные температурные перепады).

Жидкость по трубам в таких системах движется за счет разницы плотности горячей и холодной воды

При монтаже гравитационных контуров применяются две схемы трубной разводки – однотрубная, когда теплоноситель от батарей отводится по той же трубе, что и подается, и двухтрубная, когда подача жидкости и ее отведение обратно к котлу осуществляется двумя коммуникациями. Для отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией применяются те же схемы разводки. На второй этаж теплоноситель подается по стояку, отходящему от котла, остывшая жидкость сверху отводится по обратной вертикальной трубе. Лежаки на обоих этажах присоединяются к стоякам согласно примененной схемы разводки отопительных коммуникаций.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий