Водяная система отопления в двухэтажных домах

Самой большой популярностью пользуется система отопления дома, основанная на циркуляции нагретой воды.

Варианты системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Как водится, все неоднозначно, и даже для системы отопления возможны варианты. Что мы рассматриваем? Систему отопления с принудительной циркуляцией. У нас есть два этажа, которые надо отапливать.

Варианты системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Итак, какие варианты возможны:

Варианты системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией
  1. Вариант с последовательным отоплением сначала первого, а затем и второго этажа. В этом варианте вода от котла проходит по первому этажу, а потом попадает на второй.
  2. Вариант с параллельным отоплением сразу первого и второго этажа. В этом варианте горячий теплоноситель делится после выхода из котла и направляется в радиаторы первого и второго этажа.
  3. Коллекторная система, когда горячий теплоноситель делится коллектором на отдельные ветки для каждого радиатора или группы радиаторов и нет разницы, на какой этаж отправляется тепло.
Варианты системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Третий вариант актуален также, когда идет речь об отоплении теплыми полами, а не радиаторами. Коллектор позволяет точно дозировать теплоноситель в этой системе.

Варианты системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

 

Варианты системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

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 Рекомендуем

  • Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией – какая лучше?
  • Схема отопления частного дома с естественной циркуляцией – неэстетично, но практично
  • Схема газового отопления частного дома – самостоятельное подключение настенного котла

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.

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

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

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.

Проект отопления двухэтажного дома: теплотехнический расчет

Благодаря теплотехническому расчету можно определить параметры отопительной системы, понять, как можно минимизировать потери тепла, насколько мощные отопительные приборы следует смонтировать, сколько их понадобится.

Количество устанавливаемых радиаторов рассчитывают по формуле:

I = S х k1 х k2 х k3 х k4 х 100 / P (шт)

Проект отопления двухэтажного дома: теплотехнический расчет

А именно:

  • S — площадь комнаты;
  • P — мощность одной секции батареи;
  • k1 —коэффициент окон;
  • k2 —коэффициент потерь тепла;
  • k3 —коэффициент крыши и утеплителя на ней;
  • k4 —коэффициент высоты стен в комнате.
Читайте также:  15 лучших газовых котлов – Рейтинг 2021 года

Проектирование для частного двухэтажного дома начинают с вычисления мощности теплового генератора.

Главное для установки системы, правильно вычислить мощность теплового генератора

Учитывают:

  • общий размер комнат, которые нужно отапливать;
  • климат в той области, где расположен дом;
  • термическую изоляцию строения;
  • характеристики частей строения (высоту) – от пола до потолка;
  • герметичны ли окна, двери.
Проект отопления двухэтажного дома: теплотехнический расчет

Почему желательно выбирать отопление с принудительной циркуляцией тепла? Преимущества системы таковы:

  • равномерное прогревание помещений;
  • эффективное использование радиаторов;
  • установка вспомогательной фурнитуры для дополнительных возможностей, например, чтобы не падало давление.

Подробнее о системе вентиляции с принудительной циркуляцией – в следующем 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.

Система отопления двухэтажного дома

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:

  1. Отопительный котел
  2. Подающий (главный) стояк
  3. Система разводящих трубопроводов
  4. Прямой и обратный стояк
  5. 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.

Имея больший показатель плотности, холодная вода со временем вытесняет горячую вверх, за счет чего осуществляется постоянный прогрев дома.

Варианты соединения труб

Для создания тепломагистрали внутри дома необходимо использовать трубы. Основные требования к трубам достаточно просты:

  • Срок службы труб должен превышать не одно десятилетие.
  • Трубы должны быть доступны владельцу дома.
  • Отдельные элементы должны герметично соединяться в замкнутый контур.
  • Трубопровод должен выдерживать высокую температуру и давление.

Стальные трубы до недавнего времени были единственным материалом для монтажа магистрали. Их главным недостатком является склонность к коррозии. Лучше отдать предпочтение нержавеющему материалу или “оцинковке”. Для монтажа требуется газовая сварка или применение резьбовых соединений.

Читайте также:  Как сделать отопление из полипропилена своими руками

На смену стальным конструкциям пришли полимерные трубопроводы. Они легко монтируются при помощи недорогого паяльника или способом запрессовки в специальном приспособлении. Внутри таких труб не происходит образование накипи, а тем более ржавчины. Из недостатков можно выделить мягкость материала. Также постепенно происходит появление течей в прессованных соединениях из-за высокого показателя теплового расширения металлопластикового материала.

[nggallery id=33]

Схемы разводки магистрали

Для частного дома могут применяться такие схемы трубопроводов, как:

  • коллекторная,
  • однотрубная,
  • двухтрубная.

[nggallery id=34]

Одним из достоинств такой схемы разводки будет установка расширительного бачка на втором этаже, а не на чердаке. Подающий трубопровод может монтироваться как под подоконниками, так и под потолком. Благодаря наличию циркуляционного насоса в системе отопления появляется возможность организации “теплого пола”. На каждом этаже можно установить полотенцесушители, привязанные к системе отопления. Оптимальным вариантом разводки будет вертикальная схема расположения магистрали.

Основы выбора системы и создание в проектной организации

Компания ИнноваСтрой обеспечивает грамотное проектирование и монтаж отопления под ключ, в соответствии с требованиями нормативной документации, стандартов и правил, принятых в России для частного строительства. Многолетний опыт работы позволяет максимально оптимизировать систему отопления, применяя комбинирование различных систем с тем, чтобы вы получили надежную, долговечную, экономную схему отопления жилого дома, независимо от площади и места размещения.

Чтобы выбрать наиболее подходящую компоновку, также нужно учитывать особенности предлагаемых на рынке котлов, работающих с разными энергоносителями. Самый распространенный вариант – газовые котлы и водяное отопление – эта схема считается наиболее экономной и эффективной, не требующей значительных вложений.

В практике ИнноваСтрой встречаются также системы отопления, основанные на жидком и твердом топливе (дизель, брикеты, дрова), а также использование антифриза в трубопроводах, который обладает более высокими показателями теплосохранения и долго не остывает.

Также важно обеспечить энергоэффективность самого коттеджа – утепление стен, потолков, кровли и фундамента позволят на 25-30% снизить расходы на организацию системы отопления, увеличат сохранность тепла в холодное время года.

Чтобы получить высококачественную двухтрубную схему отопления двухэтажного дома, следует обращаться к проверенным специалистам, гарантирующим долгую эксплуатацию, надежность монтажа, качество используемого оборудования. Компания ИнноваСтрой всегда поможет создать комфортный микроклимат в вашем загородном доме, коттедже, особняке или резиденции.

Схемы устройства системы в двухэтажном доме

Схема разводки отопления двухэтажного дома бывает однотрубной и двухтрубной. При однотрубной разводке радиаторы последовательно подключаются к одной подающей трубе. Единственные достоинства такой разводки в ее простоте и экономии материалов. Минусы заключаются в том, что температура теплоносителя в каждом последующем радиаторе снижается, что приводит к неравномерному прогреву помещений. Этот недостаток можно компенсировать увеличением секций в каждом последующем приборе, но для большого дома это не подходит.

Важно! Если при однотрубной разводке все радиаторы установить на байпасе (принцип «ленинградки»), то многие недостатки можно устранить.

Двухтрубная схема намного совершеннее. Однако она сложнее в монтаже и требует большего количества материалов. При такой разводке приборы подключаются параллельно, поэтому температура теплоносителя во всех радиаторах примерно одинаковая. Кроме этого, работу каждого прибора можно настроить отдельно, если использовать байпасы-перемычки с балансировочными вентилями или терморегуляторами.

Преимущества двухтрубных схем:

  1. На входе во все батареи поддерживается одинаковая температура теплового носителя.
  2. Общие потери давления существенно снижаются, поэтому можно применять насос небольшой мощности.
  3. Каждый радиатор можно отключать и ремонтировать без остановки всей системы.
  4. Эта универсальная схема походит для подключения радиаторов, конвекторов, теплых полов и др.

Важно! Единственный недостаток двухтрубной разводки заключается в ее материалоемкости, сложном монтаже и расчетах.

Кроме этого, разводка бывает горизонтальной и вертикальной. При использовании вертикальных стояков оба этажа обеспечиваются теплом одновременно, а при горизонтальной схеме каждый этаж имеет собственную разводку. Первая схема удобна при схожей планировке этажей, а также при открытом контуре. Ее недостаток заключается в сложном исполнении.

Особенности составления проекта отопительной системы

Правильно составленный проект дает возможность запустить очень эффективную и многофункциональную систему теплового снабжения. Она обязательно должна работать без остановок в характерных условиях для вашей местности и климата, где находится одноэтажный дом, а также быть простой в эксплуатации. Но итогам аудита энергии и годового расхода за отопление можно выбрать оптимальный вариант системы прогревания дома.

Составление хорошего проекта двухтрубной системы отопления одноэтажного дома и точные расчеты параметров для системы следует выполнять по такому плану:

Особенности составления проекта отопительной системы
  1. Вначале следует сформировать техническую задачу при учете всех требований и деталей к системе обогревания.
  2. Второе – соберите информацию по частному объекту. Для этого специалисты снимут все показатели, чтобы получилось составить схему отопительного контура.
  3. Далее выполняем расчет передачи тепла. Для этого следует провести много вычислений и подобрать оптимальную отопительную схему, которая будет соответствовать базовым стандартам строительства и особым пожеланиям владельца дома.
  4. Когда готовы все расчеты, можно выполнить чертежи.
  5. И в конце следует оформить и сдать готовый проект.

Главная задача проектирования заключается в правильном расчете площади отопительного оборудования, а также подбор диаметра трубопровода. После этого остается определить производительность устройств в виде насоса, а также подсчитать места врезки вентилей и узлов. По этой причине будет целесообразным доверить весь процесс мастерам своего дела.

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.

Читайте также:  Выбор раствора для кладки дровяных печей из кирпича

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:

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.

Отопление коттеджей – виды систем и требования к оборудованию

На выбор отопительной схемы влияет главным образом площадь обогреваемых помещений, то есть общая протяженность трубопровода. Основная задача любой отопительной системы – равномерный обогрев помещений на всей протяженности трубопровода. Если в небольших одноэтажных домах организовать такую систему не составляет большого труда, то в коттеджах с двумя уровнями для решения этой же задачи нужно произвести серьезные расчеты.

Любая отопительная система состоит из главных элементов:

  • котла или печи, которые могут работать на любом виде топлива;
  • трубопровода;
  • радиаторов;
  • гидротехнического оборудования – насосов, кранов, датчиков;
  • расширительного бака.

Элементы отопительной системы

Системы с установкой циркуляционного насоса

Любая схема отопления 2 х этажного частного дома должна обеспечивать постоянную циркуляцию теплоносителя по системе. При этом эффективность и скорость обогрева помещений напрямую зависит от уровня гидравлического давления в трубах. Очевидно, что самым простым решением этой задачи является циркуляционный насос.

Насосные схемы хороши тем, что при помощи небольшого и экономичного насоса в системе обеспечивается заданное давление, а горячая вода будет доставлена в любую точку контура независимо от его расположения. Энергопотребление такого прибора составляет от 25 до 50 Вт в час. Даже при ежедневной непрерывной работе в месяц счетчик намотает не более 40 кВт, что не влияет существенно на расход семейного бюджета. У такой схемы есть серьезный недостаток – она не работает в случае отключения электропитания. К сожалению, такие ситуации в России нередки, поэтому в зимний период необходимо иметь в своем распоряжении источник альтернативного питания, чтобы не остаться вообще без тепла.

Циркуляционный насос

Системы, основанные на естественной циркуляции

Зная основы термодинамики, можно разработать такую схему отопления, что насос вовсе не понадобится. Такая схема основана на способности нагретой жидкости подниматься вверх. Расположенный на уровне первого этажа котел или печь нагревает воду, эта вода устремляется наверх, запуская процесс движения теплоносителя по системе замкнутого трубопровода.

В системах без циркуляционных насосов невозможно обеспечить высокое давление, ведь его уровень зависит от температуры жидкости. По этой причине системы с естественной циркуляцией имеют свои особенности:

  • для того, чтобы уменьшить сопротивление, диаметр труб должен составлять не менее 32 мм, это же касается трубок рабочих радиаторов;
  • максимальная высота водяной трубы, по которой горячая вода поднимается и поступает в отопительный контур, должна составлять не более 6 метров, то есть системы с естественной циркуляцией могут качественно обогревать не более двух этажей;
  • схема разводки должна быть максимально простой, если же протяженность труб велика, имеет смысл делать два контура;
  • без использования насоса не будут работать системы теплого пола, поэтому его контур должен быть подключен отдельно.

Принципиальная схема отопления с естественной циркуляцией