Схема отопления двухэтажного дома

Схема организации отопительной системы в двухэтажном доме

Подогрев воздуха в жилых строениях — обязательное условие комфорта. Знать, как устроена схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя, важно уже на этапе проектирования. Это поможет сэкономить денежные средства и провести надзор за строительной бригадой. Небольшие навыки строителя позволят реализовать систему обогрева самостоятельно.

Принципы построения

Схемы отопления в двухэтажных домах строятся на базе общих элементов конструкции.

В составе обязательно присутствуют:

  • котёл-теплогенератор: электрический, газовый, на твёрдом или жидком топливе;
  • теплообменники-радиаторы;
  • система трубопроводов от котла к батареям;
  • схема автоматики и защиты;
  • расширительный бачок;
  • теплоноситель;
  • регулировочная аппаратура.

В современных газовых и электрических нагревателях автоматика и расширительный бачок встроены в конструкцию. Для твердотельных нагревателей делают защитную обвязку.

Элементы конструкции

В продаже встречаются котлы, способные работать на двух видах топлива — в контуры газового или дровяного обогревателя в этом случае встроены электрические трубчатые нагреватели (ТЭНы).

Автоматика нагревателей позволяет перезапустить обогрев после отключения без участия пользователя или в ручном режиме. Схемы защиты своевременно отключают подачу энергоносителя при аварийных режимах работы (перегрев теплоносителя, превышение давления в системе). Обязательны такие устройства в газовых котлах. При отключении закрывается клапан и при возобновлении снабжения газ не поступит в помещения.

Трубопроводы выполняют из стальных, медных, металлопластиковых или полипропиленовых изделий. Последний вариант предпочтителен по затратам денег, экономит время на монтаж. Для сварки используют недорогие паяльники, стоимостью от 800 рублей. Фитинги, переходники с пластика на металлическую резьбу доступны по цене.

Расширительный бак — обязательный элемент системы отопления. При нагреве вода расширяется и излишки поступают в резервную ёмкость.

Если внутренняя часть устройства сообщается с воздухом, схему называют открытой. Если резиновая мембрана расширительного бачка не имеет соединения с воздухом, контуры будут закрытыми.

К прочности теплообменников в частном доме высоких требований не предъявляют. Максимальное давление в трубах не превышает 2 – 3 Атм. Такое давление выдерживают даже чисто алюминиевые радиаторы, которые могут разрушиться в системах централизованного отопления, где давление достигает 14 – 15 Атм.

Выбор теплоносителя

В качестве теплоносителя выбирают воду или специальный антифриз. Первый вариант менее затратный. Заполнение труб и радиаторов происходит через кран от водопровода. Вода в качестве теплоносителя оправдана в населённых пунктах с постоянной подачей энергоносителя (газа, электроэнергии). Если перебои частые и продолжительные — от воды отказываются. В случае отключения на длительный срок в морозы она замерзнет. Лёд разрушит трубопроводы, радиаторы.

Не заливают воду в систему отопления дач, которые посещают нечасто. Помимо прекращения подачи энергоносителей котёл может перестать греть воду по другим причинам. Если своевременно не перезапустить отопление, аварии неизбежны.

В летний период нельзя допускать опустошения системы — это приведёт к коррозии или окислению внутренней поверхности теплообменников.

Антифриз дорог, но не замерзает на морозе, минимальная температура указана на упаковке. Даже если антифриз охладить сильнее, он превращается в подобие рыхлого снега, что не приведёт к разрушению радиаторов и котла. Концентраты разбавляют водой в пропорциях согласно инструкции производителя.

При заполнении системы незамерзающими жидкостями используют специальные нагнетательные насосы. Это недостаток — устройство желательно иметь в личном пользовании. Вызывать мастера для заправки 200 – 300 гр. испарившейся или вытекшей жидкости материально затратно.

В рецепт антифриза входят антикоррозийные добавки, что сохранит внутреннюю поверхность труб, радиаторов, теплообменника котла.

Общий принцип работы

Схема работы любой системы отопления заключается в преобразовании энергии сгоревшего газа, твёрдого (жидкого) топлива или электричества в тепловую. По трубам нагретая вода (антифриз) поступает в радиаторы, где отдаёт тепло в пространство.

Гравитационная система

В основе функционирования лежат законы физики. Если контуры предусматривают естественное движение воды, то такая схема называется гравитационной.

Сделать контур тёплого пола в гравитационных системах без применения дополнительных насосов крайне трудно. Перепад труб в полу на несколько миллиметров приводит к завоздушиванию и прекращению движения теплоносителя.

Плотность нагретого теплоносителя ниже, чем холодного. За счёт разности плотности вода/антифриз из котла по подающему стояку (диаметр 60 – 80 мм) поднимается вверх. В верхней части всей системы устанавливают расширительный бачок открытого или закрытого типа.

По периметру помещений второго этажа прокладывают верхний контур разводки. Трубу диаметром 40-50 мм монтируют с уклоном 2 -3 см на метр длины. В местах установки радиаторов в разводку вваривают трубы диаметром 16 – 25 мм. По ним жидкость стекает в радиаторы. Затем теплоноситель поступает в батареи на первом этаже.

На уровне котла или немного ниже по периметру здания прокладывают нижний контур (обратку), в который собирается охлаждённая вода.

Обустроить гравитационную схему без дополнительных нагнетательных насосов можно при высоте от котла до верхней разводящей трубы не более 6 -7 м. Это высота двухэтажного дома.

Схема находит применение в местах, где часто отключают электроэнергию, необходимую для работы насосов. Газовые котлы в этом случае оборудованы энергонезависимым приборами безопасности.

Эта же схема нужна для систем с котлами на твёрдом топливе. В случае отключения электричества циркуляция прекращается, а дрова/уголь продолжают нагревать воду. Остановить работу твердотопливного котла можно только быстро убрав горящее топливо, что крайне проблематично. Возникает повышенное давление, способное разрушить трубы и радиаторы.

Работа схем с принудительной циркуляцией

Для принудительного движения теплоносителя используют циркуляционные насосы.

Насос врезают в месте соединения «обратки» и котла — здесь теплоноситель уже охлаждён и насос работает в щадящем режиме. На выходе из нагревателя температура теплоносителя достигает 80 – 100 градусов, что резко снижает ресурс оборудования. В котлах со встроенным насосом всё подключено по правильной схеме.

Схема движения воды работает по следующему алгоритму:

  1. После подачи питания включается насос и приводит в движение теплоноситель.
  2. Котёл нагревает воду/антифриз, а давление, создаваемое насосом, выдавливает теплоноситель в контуры.
  3. Горячая вода по трубам подаётся к радиаторам, где охлаждается, нагревает воздух и поступает в трубы «обратки».
  4. Процесс переходит в циклическое состояние.

Разработаны и на практике применяют отличные друг от друга схемы разводок, оптимально подходящие для разных условий эксплуатации.

Двухтрубные схемы

При обустройстве больших зданий используют именно двухтрубную схему. Радиаторы подключают параллельно. По расположению подающих труб различают схемы с верхней и нижней разводкой.

Схемы подключения радиаторов для верхней и нижней разводки указаны в технической документации. Неправильное подключение вызывает завоздушивание или низкий КПД устройства.

  • не требует сложных расчётов и подбора диаметров труб;
  • независимая регулировка теплоотдачи каждого радиатора, что позволяет устанавливать температуру в каждом помещении и экономить энергоресурсы;
  • простая настройка и запуск в эксплуатацию;
  • мощность насосов невелика;
  • отсутствуют значимые потери давления в начале и конце контуров;
  • температура теплоносителя примерно одинакова во всех радиаторах контура;
  • перекрыв краны подачи и слива, батарею можно снять для замены или ремонта, не выключая всего отопления;
  • минимальное гидравлическое сопротивление трубопроводов.

Недостатком считают повышенный расход труб (на подачу и обратку). Учитывая стоимость полипропиленовых труб, удобство в монтаже и ремонте, этим минусом можно пренебречь.

Тупиковая схема носит другое название — со встречным движением теплоносителя. Схема разделена на участки. По трубе от котла до самой дальней батареи поступает нагретый теплоноситель, который по обратной трубе возвращается в котёл. Популярность придаёт простота понимания, но требуется грамотный расчёт и настройка системы. Чем дальше от котла, тем тоньше должны быть трубы. После запуска проводят регулировку каждого радиатора отсекающими вентилями. Неправильная регулировка может привести к тому. Что весь теплоноситель будет проходить через один радиатор, остальные останутся холодными.

Петля Тихельмана работает при попутном движении теплоносителя. Разводку проводят трубами одного диаметра. Давление и температура теплоносителя в каждом из радиаторов одинакова, что упрощает балансировку. Регуляторами можно точно установить температуру в каждой отдельно взятой комнате.

Требования к схеме:

  • Длина контура до 35 м.
  • На протяженных участках используют трубы больших диаметров (40 – 60 мм) и не устанавливают терморегуляторы, так как они становятся бесполезны.
  • Периметр длиной свыше 30 м делят на несколько зон и монтируют лучевую разводку. Её же называют коллекторной. Стоимость большего количества труб компенсируется их меньшим диаметром. Для «питания» одного радиатора достаточно трубы 16 мм.

Каждый радиатор в таком варианте легко отрегулировать на нужную теплоотдачу.

Однотрубные схемы

Схемы однотрубного отопления оптимальны для одно- и двухэтажных зданий с числом батарей отопления в одном контуре до 5. Большее количество потребует точной настройки. Разветвления могут снижать давление в трубах и некоторые радиаторы не получат достаточного для нагрева теплоносителя.

Схемы позволяют осуществить верхнее или нижнее подключение. Во втором случае трубопровод можно скрыть под полом. Учитывают, что это немного снизит теплоотдачу радиаторов, так часть энергии расходуется на обогрев стяжки.

Однотрубные варианты делают с открытым или закрытым расширительным бачком.

К недостаткам схемы относят трудности при замене радиаторов. Для сохранения работоспособности на место снятой батареи сразу необходимо устанавливать перемычку, иначе настройка системы будет нарушена. По этой же причине между входом и выходом теплообменника монтируют байпасы из труб меньшего диаметра.

Одной из популярных схем является «ленинградка». Для подключения используют диагональную (перекрёстную) или боковую (одностороннюю) схемы.

Выбирая радиаторы уточняют как выполнены выходы для подключения — для нижнего или бокового. При необходимости приобретают угловые переходники. Важно выполнить рекомендации производителя.

Этапы оборудования и эксплуатация

Если принято решение своими руками сделать схему отопления дома в два этажа, строго выполняют последовательность работ.

  1. Расчёт потребности в тепловой отдаче радиаторов по каждому отдельному помещению и общей мощности. Информация нужна для выбора котла и количества батарей. Учитывают расположение дверей и окон относительно сторон света, площадь и степень утепления пола, стен, перекрытия.
  2. Составление проекта — общего и поэтажного, согласование мест установки газового оборудования со снабжающей организацией. Выделение необходимой электрической мощности, если используется электричество.
  3. Выбор и покупка котла, труб, теплообменников, комплектующих для сборки единой системы.
  4. Разводка трубопроводов.
  5. Сборка единой схемы, опрессовка.
  6. Первый запуск и настройка, устранение течей.

При дальнейшей эксплуатации в рабочем режиме выполняют следующие виды работ:

  • очистка всех комплектующих от пыли и грязи;
  • своевременное устранение течей;
  • развоздушивание радиаторов при снижении температуры отдельных устройств;
  • проверка давления, своевременная доливка теплоносителя;
  • поддержание уровня жидкости в системе в течение всего года в том числе в межтопочный период.

Знание возможных схем оборудования двухэтажного дома отоплением поможет сделать правильный выбор, проконтролировать ход монтажных работ и в дальнейшем правильно реагировать на возникшие неисправности.

Система отопления двухэтажного дома

Существует несколько разновидностей систем отопления, которые могут быть использованы в жилой малоэтажной застройке. Они значительно отличаются по своей компоновке и составу. Эта статья посвящена следующим вопросам: какая схема отопления двухэтажного дома считается оптимальной, ее основные элементы, особенности построения и разводки. А также предоставлены формулы для самостоятельного расчета проекта отопления.

Разновидности систем отопления

Схемы отопления, помимо классификации по типу топлива, используемого котлом (газовые, твердотопливные, электрические), разделяют по следующим параметрам:

  • по способу циркуляции теплоносителя – естественные/принудительные;
  • по наличию избыточного давления – открытые/закрытые (безнапорные/напорные);
  • по виду разводки контуров – горизонтальные/вертикальные, однотрубные/двухтрубные, верхние/нижние, последовательные/коллекторные (лучевые).

Рассмотрим подробней перечисленные компоновки отопительного оборудования применительно к двухэтажным жилым домам.

Естественная, принудительная, комбинированная циркуляция

Большинство современных схем отопления использует циркуляционные насосы для принудительной транспортировки теплоносителя в замкнутом контуре. Это позволяет:

  • быстро и равномерно нагревать радиаторы на обоих этажах здания;
  • поддерживать небольшой перепад температур между подачей и обраткой;
  • создавать гидравлический напор 5-10 м и более (в зависимости от мощности циркуляционного насоса).

Недостаток напорной схемы – ее энергозависимость. При длительных отключениях электричества для поддержания работоспособности отопления требуется альтернативный источник электроснабжения.

Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома

Естественная (гравитационная) циркуляция теплоносителя до сих пор используется в схемах отопления двухэтажных домов с подвалами или цокольными этажами. Для неё характерна установка котла на самом нижнем уровне здания. Подача горячего теплоносителя осуществляется в разгонный коллектор – вертикальную трубу. Она оканчивается в своей наивысшей точке расширительным бачком. Теплоноситель перетекает по системе из-за разницы плотности холодной и горячей жидкости.

Если естественного гидравлического напора оказывается недостаточно, то циркуляцию теплоносителя обеспечивают за счет применения комбинированной схемы. В этом случае тепловой насос (достаточно маломощного агрегата) врезается не в разрыв магистрали подачи теплоносителя, а параллельно с ней. На участке подачи между двумя врезками (фактически – эта часть магистрали становится с байпасом) устанавливается кран или шаровый обратный клапан. При первичном запуске и/или интенсивном использовании отопления, теплоноситель по системе перегоняет циркуляционный насос. Если происходит сбой в электроснабжении (насос отключён) система самостоятельно (через обратный клапан) или принудительно (через байпасный кран) переводится на режим гравитационной циркуляции.

Расположение основных элементов системы отопления по гравитационной схеме движения теплоносителя в двухэтажном доме

Открытая и закрытая схемы

Её основное преимущество – простота обвязки котла. Открытая, зачастую гравитационная разводка, оборудуется атмосферным расширительным баком (он также выполняет функции воздухоотводчика и предохранительного клапана). Гидростатическое давление в открытом контуре равно расстоянию от зеркала воды в баке до самой нижней точки – обратки котла.

Закрытая компоновка характеризуется избыточным давлением, поэтому комплектуется мембранным расширительным бачком. При этом, если на стыках её элементов отсутствуют утечки, то обновление теплоносителя практически не требуется. Это служит хорошей профилактикой процесса формирования налетов накипи, которая снижает КПД теплопередачи и увеличивает гидросопротивление контуров.

Горизонтальная и вертикальная системы

Горизонтальная разводка используется не только в одноэтажных (одноуровневых) сооружениях. Она применяется как составная часть вертикальной, в схеме разводки отопления частного дома на 2 этажа. К примеру, стояк, проходящий от подвала или цокольного этажа к чердаку, является вертикальной разводкой, а подключённые к нему радиаторы отопления расположенные на этажах – горизонтальной.

Горизонтальная и вертикальная (двухтрубная) схема подключения

Схемы верхнего и нижнего подключения контуров

Они относятся к системам двухтрубного отопления. При верхней подаче, труба горячего теплоносителя выводится на чердак двухэтажного дома, затем оттуда разделяется на вертикальные и горизонтальные стояки. Обратка прокладывается в подвале. Для активации отопления достаточно открыть запорную арматуру на обеих магистралях и стравить воздух через единственный верхний воздухоотводчик.

В случае нижнего подвода теплоносителя подающая и обратная магистрали прокладываются в подвальном помещении, где к ним подсоединяются вертикальные стояки. При запуске отопления приходится стравить воздух уже с каждого из них.

Схемы двухтрубных систем отопления с нижней и верхней разводкой подающего трубопровода:

  1. Котел
  2. Циркуляционный насос
  3. Расширитель закрытого или открытого типа.
  4. Воздухосборник
  5. Кран Маевского

Важно! С точки зрения эффективности обогрева особой разницы для двухэтажного дома между верхней и нижней разводкой нет. Однако первую проще активировать, вторую – настраивать.

Коллекторная (параллельная) и последовательная схемы

Коллекторная

Последовательная

ДОСТОИНСТВА

Температура каждого радиатора регулируется независимо и с одного места

Читайте также:  Как пользоваться газовой колонкой

Сравнительно небольшой метраж труб

Теплоноситель распределяется равномерно без дросселирования

НЕДОСТАТКИ

Большой расход труб

Неравномерный нагрев радиаторов

Необходим скрытый монтаж трубопровода

Необходимость установки регулирующей арматуры на каждый радиатор отдельно

Для двухэтажного жилого дома со сложной планировкой рациональней использовать коллекторную схему подключения. Она способствует более точной регулировке температуры, а также экономии энергоресурсов.

Однотрубная и двухтрубная компоновки

Однотрубная система подачи теплоносителя (ленинградка) – это кольцо, проложенное по периметру этажа, к которому подсоединены радиаторы отопления. Для двухтрубного отопления характерна подача теплоносителя по одной трубе, а его возврат по другой.

В системах отопления для двухэтажных домов наиболее целесообразно применять двухтрубные схемы с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Однотрубная разводка

Радиаторы подключаются в разрыв или параллельно трубопроводу (по байпасной схеме). Второй вариант предпочтительнее. Он предоставляет возможность отключения радиатора без остановки всей системы и слива теплоносителя.

Нижняя схема подключения радиаторов, в которой труба подачи горячего теплоносителя выполняет функцию байпаса:

  1. Котёл
  2. Расширительный бачок открытого типа
  3. Радиаторы отопления
  4. Кран Маевского для стравливания воздуха
  5. Кран для слива и наполнения системы

Эффективная высота однотрубной системы до 30м, что полностью перекрывает потребности 2-этажного дома. Тем не менее для неё известен ряд технических и эксплуатационных сложностей:

  1. В 2-х этажном доме для качественного и равномерного прогрева помещений применяется несколько однотрубных контуров. Такая схема требует особо точного согласования гидродинамических характеристик всех трубопроводов. В противном случае теплоноситель пойдет только по одному из контуров, имеющему меньшее гидродинамическое сопротивление.
  2. Низкая скорость теплоносителя приводит к его переохлаждению, что негативно отражается на камере сгорания котла.
  3. Даже со специальной арматурой, установленной на каждой из батарей, температуру в отдельном помещении регулировать сложно. При изменении тепловых настроек одного радиатора, полностью нарушается гидродинамическое сопротивление, а значит и эффективность всей системы.

Двухтрубная

Различают два типа двухтрубной системы (рис. ниже):

  1. Тупиковая схема (подача и обратка идут во встречных направлениях). Существенный недостаток тупиковой схемы – неравномерность нагрева радиаторов. Ближе к котлу они будут заметно горячее. На практике эта проблема решается установкой на радиаторы игольчатых дросселей или термоголовок. Они позволяют регулировать подачу теплоносителя в ручном или полуавтоматическом режиме соответственно.
  2. Петля Тихельмана (подача и обратка идут в одном направлении). Контур формируется таким образом, что образуются параллельные петли. Они характеризуются одинаковыми длинами и близкими параметрами гидравлического сопротивления. В результате температура всех радиаторов имеет одинаковые значения без использования корректирующего оборудования.

Проект системы отопления частного двухэтажного дома по схеме Тихельмана предусматривает подключение радиаторов во всех помещениях к одной петле, а не на несколько колец на каждый этаж, как в однотрубной схеме.

Особенности схемы Тихельмана:

  • Использование большего количества радиаторов, чем в однотрубной схеме;
  • Установка в сооружениях со сложной планировкой;
  • Нет необходимости в принудительной балансировке контуров, приобретении и монтаже дорогостоящих регулировочных устройств;
  • Все помещения прогреваются одновременно и равномерно;
  • Простота обслуживания;
  • Отсутствие резких перепадов температуры способствует долговечности отопительных коммуникаций и оборудования.

Основной недостаток петель Тихельмана – некоторое увеличение себестоимости монтажа, вызванное удлинением трубопроводов.

Технические особенности построения отопительной системы

На практике, для двухэтажных домов «чистая» схема Тихельмана используется редко. Чаще применяется обустройство двухтрубного стояка, соединяющего этажи, от которого уже разводятся петли на каждый этаж. Такая схема требует врезки в линию подачи балансировочного крана на каждый контур.

Циркуляционный насос рекомендуется устанавливать через параллельную врезку на каждом этаже. Использование одного агрегата не рекомендуется, хоть и допустимо. Причина заключается в следующем. Теплоноситель в предложенной схеме не будет передвигаться самотеком, как при попутной двухтрубной или однотрубной схеме. И при выходе из строя единственного циркуляционного насоса система отопления перестанет функционировать.

Основные элементы системы отопления

Самостоятельный расчёт схемы отопления

Для расчета схемы необходимо собрать следующие исходные данные:

  • Размеры всех внутренних помещений;
  • Габаритные, наружные размеры сооружения;
  • Размеры дверных и оконных проемов;
  • Регион – средняя температура в зимний период;
  • Требуемая температура внутри помещений;
  • Позиционирование коттеджа по сторонам света;
  • Высота и материал возведения наружных стен;
  • Тип и толщина утеплителя на стенах, кровле, в подвале.

В конечном итоге на этапе закупок оборудования и материалов вам преимущественно потребуется знание мощности котла и радиаторов, на основе расчетов теплопотерь постройки, а также ряд гидравлических параметров для выбора насоса, расширительного бака и трубопроводов.

Расчет теплопотерь ограждающих конструкций

Его проще выполнить с использованием онлайн калькулятора (в интернете присутствует их достаточное количество). Однако результаты окажутся точнее, если воспользоваться соответствующей программой, к которой имеется развернутое объяснение. К примеру, можно скачать программу и видеоуроки к ней.

Теплопотери ограждающих конструкций – Тп, Вт;

    • kвс – коэффициент теплопередачи внешних стены, Вт/(м 2 ×°C);
    • fвс – площадь внешних стены;
    • tр – температура воздуха внутри помещения, °C;
    • ti – температура воздуха снаружи сооружения, °C.

kвс рассчитывается по формуле:

    • d1 – толщина основного материала стены, мм;
    • λ1 – теплопроводность материала, Вт/(м×K);
    • d2 – толщина утеплителя, мм;
    • λ2 – теплопроводность утеплителя, Вт/(м×K);
    • dn, λn – аналогичные показатели последующих слоев – черновой штукатурки, внешних и внутренних отделочных материалов;
    • αвн – показатель теплоотдачи воздуха стене изнутри помещения;
    • αнар – показатель теплоотдачи стены наружному воздуху.

Все коэффициенты для расчетов берутся из нормативных документов – СП 50.13330.2012 «Тепловая защита зданий» (актуализированная редакция СНиП 23-02-2003). Таким же образом исчисляется расчёт теплопотерь через кровлю, оконные и дверные проемы, подвальное помещение. Все полученные данные суммируются.

Расчет мощности котла

Иногда мастера подбирают мощность котла и радиаторов по упрощенной методике – на каждые 10 м 2 площади помещения необходим 1 кВт мощности теплогенератора +12…15% резерв. Точнее тепловая мощность оборудование рассчитывается по следующей формуле:

    • Мк – мощность котла;
    • Тп – расчетные теплопотери дома.

Важно! Следует учитывать, что в этой формуле теплопотери должны включать расход тепла на вентиляцию помещений.

Затраты тепла на вентилирование

Этот вид теплопотерь (ε, Вт) для проектирования схемы отопления двухэтажного дома рассчитывается:

    • Ln – объем удаляемого воздуха, принимается 3 м 3 /час на 1 м 2 площади помещения;
    • ρ – плотность воздуха внутри дома, принимается 1,1 кг/м 3 ;
    • C – удельная теплоемкость воздуха, принимается 1 кДж/(кг×K);
    • tp – температура воздуха внутри дома, °C;
    • ti – температура воздуха снаружи строения, °C;
    • k – показатель учета встречного теплового потока, принимается 1.

Гидравлические расчеты для схемы отопления

В маркировке любого циркуляционного насоса, среди прочих, особенно важны две следующие цифры, к примеру, 25/40 или 25/80. Первая – соединительный размер, вторая – высота подачи жидкости. При этом основное назначение циркуляционного насоса состоит в преодолении гидросопротивления контуров отопления. На практике, насосы с маркировкой 25/60 способны обеспечивать циркуляцию теплоносителя в радиаторных схемах с 15 тепловыми приборами или теплых водяных полов до 130м 2 .

Чтобы точнее подобрать параметры насоса необходимо рассчитать гидравлическое сопротивление системы.

Гидропотери в трубопроводе

Потери напора от трения теплоносителя в трубах:

    • ΔPpt – снижение напора в трубопроводе из-за трения, Па;
    • R – удельные потери напора от трения (указываются в документации производителей труб), Па/м;
    • L – общая длина трубопроводов, м.

Гидропотери в местах максимального сопротивления

Местами максимального сопротивления считаются фитинги, запорная арматура, любые устройства и оборудование врезанные в систему:

    • ΔРс – снижение напора в точках сопротивления, Па;
    • Σξ – сумма показателей гидросопротивления на всех участках;
    • V – скорость теплоносителя, м/с;
    • ρ – плотность теплоносителя .

Расчет скорости теплоносителя

    • V – скорость теплоносителя;
    • m – расход теплоносителя, кг/с;
    • ρ – плотность теплоносителя, кг/м 3 ;
    • f – площадь сечения трубы, мм.

Расчет расхода теплоносителя

    • Q – общая мощность системы отопления, кВт;
    • Ср – удельная теплоемкость воды принимается 4,19 кДж/(кг×°С);
    • ΔPt – разница температур подачи и обратки, °C.

Расчет объема бака

Независимо от его типа (закрытый, открытый), упрощенно его емкость можно принять на 10-15 % больше объема всего теплоносителя в системе.

Заключение

Схема отопления для двухэтажного дома – это сложная инженерная система, включающая множество взаимосвязанных элементов. Их расчет и подбор таит множество нюансов, изучение которые лучше доверить профильным инженерам.

Самостоятельное упрощенное проектирование отопительных коммуникаций также возможно. При этом обязательно следует согласовывать свои действия с практикующими специалистами с соответствующей квалификацией.

Отопление в двухэтажном доме – делается без проблем своими руками

Двухэтажные дома и дома с мансардой популярны. Схемы отопления таких домов разработаны специалистами давно, проверены многократно, их главные моменты перекочевывают из проекта в проект.

Руководствуясь проектом, отопление в двухэтажном доме создать не сложно. Но что делать если проекта нет?

Отопление двухэтажного дома настолько несложное, что «мастеровые» делают его, проектируя буквально «на ходу». Применяя типовые схемы, приемы, методы, которые позволяют создать правильное отопление.

Нет особых препятствий, чтобы сделать отопление в двухэтажном доме своими руками. Или руководить работой «чужих рук» самостоятельно. Вся выполняемая работа по монтажу отопления не сложная.

В первую очередь важно не допустить кардинальных «промахов и ляпсусов». Тогда система в двухэтажном доме будет работать правильно и стабильно. Что же в первую очередь необходимо учитывать…

Что не следует делать при монтаже отопления в двухэтажном доме

В первую очередь стоит руководствоваться современными представлениями.

  • Схемы отопления должны быть обычными двухтрубными.
    Последовательная, Однотрубная, Самотечная, «всякая там Ленинградка», — летят в мусорную корзину. Весь этот архаизм имеет недостатки весьма существенные, в первую очередь, потребует больше денег на создание, и при этом не будет работать нормально.
  • Нужно не доверять «дельцам от радиаторов», которые пытаются усложнить, говорят о проблемах и рисуют замысловатые схемы-узоры. В отоплении все весьма просто. Как правило, не нужна гидрострелка.

Разводка будет простейшей, если имеется обычный набор для двухэтажного дома, — один котел (в т.ч. один резервный), и 3 потребителя — бойлер косвенного нагрева, теплый пол, радиаторная система.

Размещение котла и оборудование котельной

Газовый котел устанавливается в соответствии с проектом газификации. Твердотопливный — чтобы удобно вывести высокий дымоход. В любом случае оборудование шумит. Его размещают в отдельном помещении – топочной.

Газовый котел автоматизированный, может управлять и бойлером косвенного нагрева.
Обычная схема подключений к автоматизированному газовому котлу на 4 отвода (могут быть 3 отвода или 2 отвода, — необходимо пользоваться схемами производителя).

Схема подключений к напольному газовому котлу с выносным насосом

Твердотопливный котел требует установки насоса, группы безопасности, смесительного узла. Все это образует обвязку твердотопливного котла — как сделать правильную обвязку твердотопливного котла

Какой нужен насос и диаметры труб

Обычный вопрос при самостоятельном создании отопления в доме (в т.ч. и двухэтажном), какой понадобится циркуляционный насос для радиаторной системы. Выбор прост — либо насос 25-40 (0,4 атм.), либо 25-60 (0,6 атм.).

Для отапливаемой радиаторами площади до 170 м кв. годится 25-40. Если площадь в пределах 170 — 260 м кв. — 25-60. Если больше 260 м — 25-80. Не стоит брать насос с запасом, это только лишь ведет к неоправданному перерасходу денег и может привести к шуму в системе отопления.
О современных насосах для системы отопления
Автоматизированные котлы снабжаются встроенным насосом

Диаметры трубопровода (внутренние) для частного дома указаны на схеме.

От котла до первого разветвления — 25 мм. В ветвях на этаже — 20 мм, отдельные подключения, радиаторы (до 2 шт.) — 16 мм.
Пенопропилен характеризуют наружным диаметром, с учетом толщины стенки, — 32, 25, 20 (мм).

Обобщенная схема отопления двухэтажного дома

В пределах одного этажа схема разводки отопительного трубопровода может быть выбрана какой угодно:

  • тупиковой, два плеча до 5 радиаторов в каждом,
  • попутной, обычно при количестве радиаторов больше 10 шт.,
  • лучевой, по прихоти создателя (заказчика), при невозможности прокладки труб вдоль стен, но возможности прокладки под полом…

На схеме для примера указаны 3 этажа и двухтрубные схемы отопления:
— 1 этаж — тупиковая,
— 2 этаж — попутная;
— 3 этаж — лучевая.

Балансировка системы

Важно установить балансировочные краны:

  • на обратке второго этажа, чтобы настроить его относительно первого (второй этаж, как правило, требует энергии меньше);
  • на каждом плече тупиковой схемы;
  • на каждой ветви лучевой (коллекторной) схемы;
  • на каждом радиаторе на обратке (на подаче – термоголовка при автоматизированном котле или запорный кран).

Также все оборудование подключается через шаровые краны (или балансировочные), для возможности демонтажа.

Отведение воздуха, слив, уклоны

При создании отопления в двухэтажном доме важно сделать требуемые уклоны труб.

Воздухоотводчик устанавливается в высшей точке каждого стояка (стояк также является отличным сепаратором — собирателем воздушных пузырьков).

Также воздухоотводчиками (кранами Маевского) снабжаются все радиаторы, которые устанавливаются горизонтально или с небольшим возвышением к крану Маевского (обратный уклон не допустим).

В нижней точке всей системы труб, на обратке у котла делается сливной кран и возможность выпуска воды в канализацию или емкость в подвале…

Уклоны всех труб делаются к стояку и могут быт минимальными.
Последний радиатор в тупиковой схеме — выше других. В кольцевой попутной схеме высшая точка в кольце выбирается произвольно, — понижение (слив) к стояку.

Недопустимы обратные уклоны, П-образные обходы, например, для двери и т.п. Если возникают проблемы с обеспечением одного уклона из-за препятствий, конфигураций помещения, то как правило, выбирают другую схему подключения радиаторов.

Тип трубопровода и радиаторов

Известно, что давление в индивидуальном отоплении дома или квартиры не превышает 4 атм. (работает предохранительный клапан при 3,5 атм.).

Жидкость, в основном вода, в объеме 50 -150 литров заливается в систему отопления один раз, что минимизирует наличие образива, солей. Как правило, для двухэтажного частного дома оптимальным выбором по цене-качеству являются алюминиевые секционные радиаторы.

На фото — подключение алюминиевого радиатора полипропиленовым трубопроводом с установкой дроссельных кранов в тупиковой схеме разводки.

Их характеристик достаточно для длительной беспроблемной работы в данных условиях. Но также возможна установка и панельных стальных.
Как выбрать и закрепить радиаторы

Так называемые программы расчета теплопотерь дома, калькуляторы, не могут быть точнее, чем примерные расчеты теплопотерь по площади дома.

Дело в том, что потребитель не может точно задать данные — сколько энергии уходит с вентиляцией (главные теплопотери) и сколько приходит с солнечным светом через окна (весьма существенный приток) и др. Не может точно указать и характеристики слоев в конструкциях. Поэтому все «тепло-калькуляторы» непригодны для точных объективных расчетов.

Но особая точности при подборе мощности радиаторов и не требуется. Так для низкотемпературного обогрева (рекомендуется) нужно брать количество секций с большим запасом в плюс.

Трубы для отопления

Многие умельцы рекомендуют полипропиленовые трубы для отопления, в том числе и для двухэтажного дома. Но монтажные конторы, которые дорожат своей репутацией не будут браться за полипропилен. Причина — отсутствие возможности контролировать качество стыков, а также сделать этот стык по стандарту. Какое будет сечение в конце трубы, сколько будет наплывов внутри, когда место сварки потечет… — на все воля дрожащей руки монтажника…

Трубопровод из металлопластика, например, сдается с гарантией. Сами трубы тоньше, соединения, конфигурации ровные, эстетичные.

Стоит ли браться за металлопластик, отложив в сторону дешевый полипропилен — решают заказчики, сообразуясь с видением перспектив и измерив толщину мешка с деньгами.
Как правильно выполнить монтаж металлопластикового трубопровода

Монтаж своими руками

Если действительно не умеете «держать молоток в руках», то за создание отопления двухэтажного дома своими руками браться не стоит. Придется выполнять процессы:

  • задавать уровень расположение радиаторов, трубопроводов, находить точки крепления;
  • бурить множество отверстий, в т.ч. и большого диаметра под трубы;
  • соединять резьбовые соединения с подмоткой льняной паклей со смазкой,
  • размечать положение фитингов, резать, трубы по длине, стыковать (сваривать) трубопроводы
  • вести бетонные, штукатурные работы.
  • проектировать, чертить схему соединений, высчитывать…

Как решить другие вопросы при создании отопления в двухэтажном доме, читайте на страницах ресурса.
Важно: — создание теплого пола — основные схемы

Отопление двухэтажного дома. Какие варианты существуют?


Двухэтажные дома завоевали большую популярность на просторах нашей страны. Их ценят не только за комфорт, но и за рациональное использование земельной площади, экономию строительных материалов и относительную простоту возведения. В то же время, грамотно организовать отопление двухэтажного жилья — задача не из легких. Здесь есть свои тонкости и секреты, без знания которых дом будет отапливаться неравномерно или неэффективно. Давайте обсудим основные системы отопления, которые можно рассмотреть для двухэтажного дома.

Отопление с естественной циркуляцией

Особенностью системы отопления с естественной циркуляцией двухэтажного дома является отсутствие насоса, создающего давление в трубах. Движение воды обеспечивается законами гидравлики и термодинамики, для чего трубы устанавливают под определенным углом друг к другу на заданной высоте. Хоть эта система и обладает несколько меньшей тепловой эффективностью, она является полностью автономной, то есть не зависит от электропитания и не расходует дополнительную энергию.

Отопление с естественной циркуляцией двухэтажного дома может выполняться как по однотрубной, так и по двухтрубной схеме. Достоинства и недостатки этих видов подробно рассмотрены ниже. Вот несколько особенностей, о которых нужно помнить при организации любого вида естественной циркуляции:

  • потребуются трубы большого диаметра, в противном случае движение воды будет затруднено;
  • недопустимо использование расширительных баков закрытого типа — это влечет создание избыточного давления и самотеком система уже работать не будет;
  • в качестве места расположения расширительного бака выбирают наивысшую точку трубопровода, в то время как котел располагают внизу, чаще всего — несколько ниже обратной магистрали.

При монтаже системы с естественной циркуляцией в двухэтажном доме неизбежен значительный перерасход материалов и снижение теплоотдачи. Подобные сложности оправданы лишь в одном случае — когда слишком велик риск перебое с электроэнергией в холодное время года.

Однотрубные системы отопления

Под однотрубной системой отопления двухэтажного дома понимается комплекс радиаторов, использующих для приема горячего теплоносителя и сброса остывшего одну и ту же магистраль. Это позволяет существенно экономить на материалах, однако влечет ряд недостатков:

  • требуется повышенная мощность котла;
  • температура воды в магистралях последовательно снижается от радиатора к радиатору;
  • каждый следующий радиатор должен иметь больше секций, чем предыдущий (что является следствием предыдущего пункта).

Таким образом, реализация однотрубных схем имеет смысл лишь в регионах с относительно мягким климатом для отопления небольших домов.

Отопление «Ленинградка»

Как несложно догадаться, эта схема отопления была разработана в Советском Союзе и повсеместно внедрялась в небольших зданиях северной столицы. Основой «ленинградки» является одна общая магистраль, идущая по периметру помещений ниже уровня установки радиаторов. Патрубки врезаются в нее сверху, а для перенаправления потока теплоносителя под каждым радиатором выполняют сужение трубы или устанавливают регулирующий вентиль.

Возможна как естественная, так и принудительная циркуляция. В первом случае рекомендуется устанавливать не более четырех радиаторов, во втором — не более шести. Подключение семи-восьми радиаторов возможно лишь после точных инженерных расчетов, при большем количестве потребителей тепла система считается неэффективной.

Альтернативные виды однотрубного отопления

Дальнейшей эволюцией «ленинградки» можно считать системы с разрывами магистрали и подрадиаторными перетяжками, которые играют роль «узких мест», перенаправляя поток жидкости. Это позволяет упростить основную магистраль, избавившись от сужений и вентилей, а также располагать радиаторы вдали от зоны прокладки основных труб. При достаточной мощности нагнетающего насоса в циклах принудительной циркуляции возможно некоторое увеличение отапливаемых площадей.

Двухтрубное отопление

Двухтрубная система отопления нашла применение в крупных двухэтажных домах, так как имеет значительно меньшие теплопотери от радиатора к радиатору. В структуру системы входят две основные магистрали: горячая и холодная. По первой нагретая жидкость подается к потребителям тепла, во вторую сбрасывается остывший теплоноситель. При этом магистрали не имеют никакой прямой связи друг с другом.

Расширительный бак устанавливается на отдельном первичном ответвлении горячей магистрали значительно выше трубопроводов. Обычно выбираются модели закрытого типа. Перед радиаторами могут врезаться вентили, позволяющие выборочно отключать от отопления отдельные комнаты, однако перекрытие слишком большого количества вентилей может привести к избыточному давлению и течам, особенно — в системах с принудительной циркуляцией и при неправильно проделанных тепловых расчетах.

Тупиковая схема и «петля Тихельмана»

Изначально все системы двухтрубного отопления работали по прямой тупиковой схеме. Это означало, что радиатор, первым получивший горячий теплоноситель, первым же и отдает остывший, что влечет последовательную потерю давления в радиаторах и снижение их эффективности. Пусть и не такое значительное, как при однотрубной компоновке. Тупиковая схема до сих пор применяется для отопления небольших зданий, так как требует значительно меньшего расхода материалов при монтаже и не так требовательна к мощности насоса.

Решение проблемы падения давления предложил инженер Альберт Тихельман. Он разработал реверсивную систему обратной подачи теплоносителя или, проще, обратную петлю. Таким образом, радиатор, первым получивший теплоноситель, сбрасывал его последним, а последний установленный радиатор сливал остывшую жидкость раньше, чем остальные. При этом, разумеется, вдвое увеличилась длина обратной магистрали. Тупиковая схема хорошо подходит для отопления двухэтажного дома.

Лучевая схема

Другой ветвью эволюции тупиковой системы отопления стала так называемая лучевая схема. Она предполагает наличие дополнительного узла — распределительного коллектора. Он необходим для разведения первичных и обратных магистралей к каждому радиатору в отдельности, что обеспечивает циркуляцию жидкости с равной температурой и равным давлением во всех элементах системы.

Дальнейшее усложнение отопительной системы по сравнению с тупиковыми и петличной схемами привело к еще большему расходу труб при прокладке магистралей. Тем не менее, это окупается высокой эффективностью. Требования к расширительному баку и нагнетающему насосу те же, что и в «петле Тихельмана».

Отопление теплыми полами

Главная «фишка» теплого пола — установка одного крупного, но маломощного «радиатора» в подпольное пространство, вместо использования системы стандартных навесных радиаторов. Это обеспечивает более равномерное распределение тепла, повышает комфорт в помещении и, при грамотной реализации системы, снижает энергозатраты. Однако и теплый пол не лишен своих недостатков. К ним можно отнести:

  • длительное время прогрева полностью остывшего помещения;
  • возможность возникновения конденсата ввиду почти полной изолированности от внешних факторов;
  • сложности расчета и монтажа системы.

В ходе недавних исследований отмечено, что помещение с теплым полом при прочих равных факторов можно прогревать до температуры на 2ºC ниже, чем помещение с классическим отоплением, и это никак не скажется на комфорте человека. Один этот факт позволяет экономить до 10-15% энергии.

Сегодня довольно часто теплый пол применяют в отоплениидвухэтажного дома. Система может выступать в качестве основной, но для этого важно сделать все теплотехнические расчеты.

Отопление газовым котлом

Газовые котлы являются основным источником энергии в большинстве современных отопительных систем. Они гарантируют высокую производительность при относительно низких энергозатратах, отличаются высокой надежностью и безопасностью, конечно, при соблюдении всех норм и правил монтажа.

Тем не менее, в последние годы отмечается тенденция постоянного роста цен на природный газ, что вскоре приравняет удельные расходы на его приобретение с расходами на содержание электрической отопительной системы. А двухэтажные дома чаще всего строятся с большими площадями. До тех пор, пока сохраняется доступность газа, топить свой двухэтажный дом рекомендуем газовым котлом.

Какую схему отопления выбрать?

При выборе конкретного типа отопительной системы следует руководствоваться, в первую очередь, характеристиками здания, обращать внимание на доступность электричества и финансовых возможностей.. Если у Вас есть инженерные документы, загляните в них, как правило, так указаны все нужные цифры. В противном случае придется выполнять все измерения самостоятельно. Необходимый минимум — площадь пола, объем помещения, толщина и материал несущих стен и перегородок.

После этого стоит проанализировать климатические особенности региона, стоимость и доступность различных видов энергии. На основе этих данных осуществляется первичный выбор вариантов организации отопления, после чего просчитываются планируемые затраты на их приобретение и монтаж, а также будущее содержание. Именно экономические показатели, как краткосрочные, так и стратегические, являются решающими при выборе конкретного вида отопления.

Если с финансами наблюдаются сложности, наличие света нестабильно, а из энергоносителей только уголь, то возможно стоит смотреть в сторону простых однотрубных систем отопления. Если есть газ, стабильная подача света и позволяют финансы, то можно смотреть в сторону двухтрубных и лучевых систем отопления двухэтажного дома.

Виды схем отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

Для комфортного проживания в частном секторе необходимо наличие коммуникаций, среди которых отопительная система занимает одно из важных мест. От неё зависит оптимальный температурный режим, сохранность домостроения и уют. При проектировании строительных планов специалисты включают именно схему с принудительной циркуляцией отопления двухэтажного дома. Это обуславливается необходимостью подъёма теплоносителя в системе на дополнительную высоту.

Подробная схема отопления 2-х этажного частного дома с принудительной циркуляцией — это комплекс элементов, состоящий из трубопроводов, котла, фитингов, температурных датчиков и других узлов. При правильном их выборе и монтаже расходы на обогрев жилья существенно снизятся, а жильцы будут довольны уютным микроклиматом. В настоящее время отопительная система двухэтажного дома может выполняться разными способами:

  • однотрубным и двухтрубным;
  • с верхней и нижней разводкой;
  • с гравитационной циркуляцией и принудительной;
  • со стояками горизонтального и вертикального положения;
  • с вариантом магистрального движения теплоносителя;
  • тупиковая схема.

Хозяин коттеджа выбирает самую приемлемую и эффективную систему, которая бы обеспечивала поддержание нужной температуры в доме определённый промежуток времени, была оснащена простым, функциональным и удобным управлением, давала возможность выполнения отопления по типу «тёплый пол». Оптимальным считается вариант обогрева, когда все устройства системы функционируют при помощи автоматики.

Самой простой является схема однотрубной системы отопления двухэтажного дома. Также она называется «Ленинградкой». Такую схему отопления двухэтажного частного дома своими руками можно провести без особых сложностей. Отличается экономичностью, функционируя на газовом или электрическом котле, при помощи кирпичной печи, отапливаемой торфяными брикетами, дровами, углем. Выбирая «Ленинградку», можно сэкономить на средствах, так как труб, необходимых для установки обогрева помещения, потребуется в 2 раза меньше, если сравнивать с двухтрубной системой. Характеризуется ещё такими положительными моментами:

  • малой трудоёмкостью при выполнении монтажа и его «бюджетностью»;
  • простотой ремонта;
  • не нарушает концепцию интерьера в доме (при небольшом количестве труб);
  • возможностью изготовления контура «тёплый пол» (при выполнении определённых требований).

Однотрубный контур можно «спрятать» под пол или развести над ним. При установке трубы можно располагать в горизонтальном положении и в вертикальном.

Однако такая самотёчная система отопления может применяться только в одноэтажной постройке. В двухэтажном доме схема однотрубной системы отопления сможет функционировать только при наличии циркуляционного насоса.

Существуют ещё недостатки:

  • невозможность изготовления «тёплого пола» при горизонтальном контуре;
  • требует выполнения сварочных работ и необходимой проверки соединений;
  • неравномерность теплоотдачи от батарей, находящихся в разных комнатах.

Схема однотрубной системы представляет собой трубу с подключением к ней всех радиаторов отопления. Нагретая котлом вода распространяется по всем батареям поочерёдно, в каждой отдавая определённое количество тепла. Следовательно, ближайшая к котлу будет горячая, а последняя — чуть тёплая.

По-настоящему комфортные условия может создать двухтрубная обогревательная система. Для изготовления потребуется большее количество труб и других дополнительных материалов, но выполнение эффективного и качественного обогрева частного дома значительно важнее.

Внешне контур выглядит, как две трубы — для подачи и обратки, расположенные параллельно. Батареи патрубками сообщаются и с одной, и с другой. Нагретая вода поступает в каждый радиатор, затем остывшая выходит из него прямо в обратку. Горячий теплоноситель и холодный идут по разным трубопроводам. При такой схеме отопления температура нагрева радиаторов приблизительно одинаковая.

Проходя через трубы и радиаторы, водяной поток идёт по более «лёгкому» пути. Если попадается разветвление, где один участок с большим гидродинамическим сопротивлением, чем другой, то жидкий теплоноситель поступит во второй, который с меньшим сопротивлением. Следовательно, трудно будет сразу предугадать, какой участок будет нагрет сильнее, а какой — слабее.

Для регулирования прохождения воды через отопительные установки нужно, чтобы на каждой из них был установлен балансировочный дроссель. При помощи этого устройства владельцы жилья могут управлять потоком тепла и корректировать отопление в двухконтурной системе. Все радиаторы должны быть оснащены специальными кранами Маевского для устранения воздуха. Универсальная схема может дополняться любыми устройствами теплообмена: радиаторами, тёплыми полами, конвекторами. Они позволят правильно сделать отопление в двухэтажном доме.

Эффективность работы двухтрубной системы можно повысить коллекторной или лучевой разводкой. Такая схема называется комбинированной. Существует тупиковый вид двухтрубной системы, когда подающая и обратная линии контура заканчиваются на последнем теплообменнике. Фактически, водяной поток меняет направление движения, возвращаясь к котлу. Применение раздельной попутной схемы отопления для каждого этажа облегчит настройку контура и обеспечит оптимальный обогрев всего дома. Но для повышения эффекта необходимо сделать врезку балансировочного крана для каждого этажа.

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.

Отопительная система с циркуляционным насосом отличается практичностью: в весенний и осенний периоды, когда нет морозов, её можно использовать с применением низкотемпературного режима, чего не сделаешь с естественной циркуляцией теплоносителя. Из-за повышения давления в контуре на фоне функционирования насоса усложняется устройство расширительного бака. Здесь он закрытого типа и разделён на две полости эластичной мембраной. Одна предназначена для излишка жидкости в системе, другая для сжатого воздуха, регулирующего давление в системе.

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.

Принудительная циркуляция позволяет свободно располагать элементы отопительной системы относительно друг друга. Всё же основные правила монтажа обвязки котла, подключения радиаторов, установки трудных линий не следует игнорировать. Используя принудительную циркуляцию, можно заметить такие преимущества:

  1. 1. Благодаря высокой скорости теплоносителя равномерно прогреваются все теплообменники (радиаторы), из-за чего обогрев помещений осуществляется более качественно.
  2. 2. Принудительным нагнетанием водяного потока можно обогревать помещение любой площади и устраивать контур довольно большой протяжённости.
  3. 3. Даёт возможность системе работать при пониженном температурном режиме (менее 60 градусов), благодаря чему создаётся оптимальная температура в частном доме.
  4. 4. С низкой температурой и невысоким давлением (3 бара) для устройства системы можно использовать трубы из пластика, которые дешевле металлических.
  5. 5. Диаметр тепловых линий меньше, по сравнению с тем, который необходим в контуре с естественной циркуляцией.
  6. 6. Использование батарей отопления любых видов (рекомендуются алюминиевые радиаторы).
  7. 7. Принудительная циркуляция теплоносителя способствует быстрому обогреву помещения.
  8. 8. Регулирование температуры можно выполнять как по всему контуру, так и в определённых точках (корректировать нагрев на каждом теплообменнике).

Ещё одним преимуществом принудительного способа отопления является выбор места для монтажа теплогенератора на своё усмотрение. Обычно это первый этаж или подвал.

При всех достоинствах такого способа отопления существуют и недостатки. Например, при прохождении теплоносителя по системе слышен шум, который усиливается на поворотах тепловой линии и в местах сужения. Часто это может быть причиной излишней производительности насоса, несоответствующей конкретной отопительной системе. Второй недостаток — зависимость от электричества. При его отключении остановится движение теплоносителя в системе, так как питание циркуляционного насоса происходит от электросети.

При правильно составленном проекте, грамотном монтаже, бережной эксплуатации схема отопления с принудительной циркуляцией является оптимальным и эффективным вариантом обогрева дома (двухэтажного и трёхэтажного). Для установки системы понадобится использование таких устройств и материалов:

  • теплогенератора (иногда приобретают настенный тип);
  • расширительного бака;
  • циркуляционного насоса;
  • отопительных приборов;
  • труб;
  • запорной и регулировочной арматуры.

Теплогенератор для системы с принудительным способом отопления может функционировать, используя любой доступный вид топлива. Главное, выбрать котёл с мощностью, при которой он смог бы обогревать отапливаемую площадь дома.

Принципиальным для такой системы должно быть наличие мембранного расширителя. При нагревании теплоноситель увеличивается в объёме в замкнутом пространстве. Для предупреждения аварийных ситуаций, при которых разрываются трубы и радиаторы, применяется расширительный бак. Он хорошо справляется с излишним давлением.

Благодаря схеме отопления с принудительной циркуляцией, которую обеспечивает напорный насос, теплообменные приборы могут быть разных видов и материалов. Хороший вариант — отопление «тёплый пол»:

  1. 1. Для его функционирования не нужна высокая температура теплоносителя.
  2. 2. Наличие напорного насоса в оборудовании системы оказывает действенное влияние на затруднённую циркуляцию теплоносителя (малый диаметр и большая длина) «тёплых полов».

Металлические трубы для устройства отопительной системы применяются очень редко из-за тяжёлого веса и высокий стоимости. К тому же они сильно поддаются коррозийным процессам, что ведёт к плохой циркуляции потока.

Поэтому лучше пользоваться современными материалами: армированным полипропиленом и металлопластиком, у которых нет таких недостатков. Приобретая их, следует помнить, что компрессионные фитинги, применяющиеся для соединений, могут через несколько лет выйти из строя из-за воздействия высокой температуры теплоносителя. Эти устройства лучше не использовать в отоплении, хотя категорического запрета не существует.

Схема отопления двухэтажного дома: виды систем с принудительной циркуляцией, рейтинг 10 лучших насосов

Для обеспечения тепла и комфорта в двухэтажном доме нужно правильно определить схему отопления двухэтажного дома. Система отопления является важнейшей инженерной системой жизнеобеспечения любого дома. Ее предназначением является возмещение теплопотерь и создание определенного температурного режима, который нужен прежде всего для проживающих в доме людей, но не стоит недооценивать и того фактора, что эффективная система отопления призвана обеспечить, в том числе, стойкость и долговечность строительных конструкций.

Расчет и проектирование лучше доверить инженерам-теплотехникам, которые оценят теплопотери, дадут рекомендации по утеплению дома, а также сделают детальный расчет, что позволит избежать излишних расходов на дорогостоящее оборудование. Но выбор схемы отопления двухэтажного дома может сделать сам заказчик, исходя из многолетнего опыта функционирования различных систем.

Схема отопления двухэтажного дома

Классификация отопления

Виды источников тепловой энергии — теплогенераторов

Прежде чем выбирать ту или иную схему отопления, полезно узнать уже существующие виды и какой из них подойдет для конкретно решаемой задачи. Известно, что основным источником тепла являются различные виды теплогенераторов, в качестве которых могут выступать:

  • Печи и камины. Этот вид отопления когда-то был основным, но сейчас используется все реже из-за высокой стоимости топлива (дров и угля) и невозможности эффективно управлять температурой в доме. В некоторых регионах, где отсутствует газоснабжение, этот вид отопления является безальтернативным выбором.

Печи и камины до сих пор используются в загородных домах

  • Различные виды отопительных котлов, которыми могут быть: газовые, твердотопливные, жидкотопливные, электрические, — в зависимости от наличия доступа к различным энергоносителям и их стоимости.
  • Альтернативные источники энергии. В эту категорию относятся: геотермальная энергия, получаемая тепловыми насосами, а также солнечная, которую преобразуют в тепловую солнечные коллекторы. Такой вид отопления находится в стадии бурного развития и пока применяется в нашей стране достаточно редко из-за высоких цен на оборудование.

Перспектива будущего — энергонезависимые дома

  • Инфракрасное отопление. Источниками тепла являются специальные инфракрасные излучатели, которые используют в большинстве случаев электрическую энергию. Тепловая энергия при таком отоплении доставляется непосредственно «адресату» путем излучения. Для обогрева больших помещений или помещений с малой периодичностью появления в них людей инфракрасное отопление будет прекрасным выбором.

Редактор категории “строительство” на портале Stroyday.ru. Специалист по инженерным системам и водоотведению.

В некоторых ситуациях будет разумно сочетать различные виды теплогенераторов для отопления. Например, если имеется дачный дом, куда семья приезжает только на выходные. В этом случае будет разумно иметь газовый котел для основного отопления и электрический – для предотвращения замерзания зимой воды в системе и поддержания минимальной допустимой температуры в доме.

Виды теплоносителей

Любая система отопления должна перенести тепло, сконцентрированное в теплогенераторе до того теплового прибора, который обогревает конкретное помещение. Это делается при помощи теплоносителя, которыми могут быть:

  • Воздух, который используется при отоплении печами, каминами, а также различными электрическими нагревателями. Ввиду того что воздух имеет низкую плотность, теплоемкость и коэффициент теплоотдачи, он сильно уступает жидкостным теплоносителям.
  • Вода является практически идеальным теплоносителем в силу того, что обладает высокой теплоемкостью, плотностью, коэффициентом теплопередачи, и химической инертностью. Воду, подогретую котлом отопления, транспортируют к тепловым приборам при помощи системы трубопроводов.

В большинстве современных систем отопления в качестве теплоносителя применяют воду или различные антифризы, являющимися водными растворами этиленгликоля, пропиленгликоля или их комбинаций. Такое свойство как стойкость к незамерзанию при низких температурах может быть полезно в системах отопления таких домов, где не планируется проживание людей постоянно в зимнее время. В тех домах, где отопление будет работать всю зиму, применение антифризов экономически нецелесообразно.

Типы антифризов для системы отопления

Редактор категории “строительство” на портале Stroyday.ru. Специалист по инженерным системам и водоотведению.

Различные антифризы плохо «уживаются» с алюминиевыми радиаторами, некоторыми уплотнениями и трубами. Помимо этого теплоносители с содержанием этиленгликоля ядовиты. Поэтому использовать такие составы нужно только в тех случаях, когда без них просто не обойтись.

Виды отопительных приборов

Отопительные приборы можно разделить на два основных класса:

  • Радиаторы – в переводе с латинского они переводятся как «излучатель», то есть такой прибор, который тепло передает в виде инфракрасного теплового излучения. Однако современные радиаторы не являются чисто излучателями, а еще передают часть тепла в виде конвекции, но свое название они сохранили.
  • Конвекторы – передача тепловой энергии в помещение происходит за счет нагрева воздуха, а он уже отдает ее всем окружающим объектам. Такие отопительные приборы имеют медные (реже стальные) трубки, окруженные ребристыми теплообменниками. Воздух, попадая в теплообменник, нагревается его пластинами и поднимается, уступая место более холодному. Для того, чтобы воздухообмен был эффективным, вся конструкция конвектора помещена в специальный кожух.

В современных системах широко применяют еще такой способ отопления как «теплый пол» или «теплые стены», которые по своей сути представляют собой большой радиатор, передающий «львиную долю» тепла в виде излучения, а это повышает комфорт и позволяет снизить температуру воздуха в помещении примерно на 2 градуса, что ведет к экономии топлива примерно на 12%.

Типы радиаторов отопления

В системе отопления двухэтажного дома могут быть использованы совершенно разные типы радиаторов, в зависимости от решаемых задач, площади помещения, проектных данных, предпочтений. Радиаторы можно разделить на несколько типов:

  • Чугунные секционные радиаторы – те, которые мы привыкли видеть в квартирах и домах старой постройки. Они имеют большую массу и высокую тепловую инерционность, но зато нетребовательны к качеству теплоносителя, не подвержены коррозии, имеют высокую теплоотдачу. Такие радиаторы отлично вписываются в любой интерьер, особенно классический.

Чугунные секционные радиаторы — нестареющая классика

  • Алюминиевые секционные радиаторы – прекрасный выбор для автономных систем отопления, но они более чувствительны к качеству теплоносителя, не терпят прямого контакта с медными трубами. Такие радиаторы прекрасно вписываются в любые интерьеры.

Алюминиевые радиаторы: современный дизайн

  • Биметаллические секционные радиаторы представляют собой сочетание стальных или медных трубок, по которым циркулирует теплоноситель и алюминиевую поверхность, отдающая тепло в помещение. Такие радиаторы нетребовательны к теплоносителю, выдерживают высокое рабочее давление, внешне практически неотличимы от алюминиевых.
  • Стальные панельные радиаторы – это цельная конструкция из проштампованной и сваренной листовой стали. Такие радиаторы имеют только два резьбовых подключения к системе отопления, что повышает их надежность. Высокая теплоотдача, малый вес, низкая инерционность, эстетичный внешний вид, — все это сделало их самыми популярными в автономных закрытых системах отопления домов.

Панельные радиаторы: отличный выбор для современных систем отопления

Помимо перечисленных моделей производители еще выпускают различные дизайнерские модели, к которым можно отнести цельнолитые чугунные, стальные трубчатые и даже керамические. Высокая цена на эти приборы объясняется тем, что дизайнерские амбиции в них преобладают над инженерной рациональностью.

Цены на популярные модели радиаторов отопления

Схемы отопления двухэтажного дома

Количество реализаций системы отопления двухэтажного дома бесконечно, так как зависит от многих факторов: размеров дома, наличия бесперебойного электроснабжения, постоянства проживания в доме людей и т. д. Поэтому будет разумно рассмотреть несколько типовых схем, которые доказали свою эффективность.

Схема отопления дома с естественной циркуляцией

Название такой системы само говорит за себя – циркуляция теплоносителя в системе отопления происходит за счет естественных природных процессов. Работу такой системы можно рассмотреть на рисунке.

Система с естественной циркуляцией

Вода, подогретая в теплообменнике котла, уменьшается в плотности и вытесняется более холодной и плотной водой их обратной линии. Именно эта разница весов горячей и охлажденной воды обеспечивает циркуляцию в системе отопления. В самой верхней точке стояка горячей воды оборудуется расширительный бак, который дает воде расширяться при нагревании, позволяет контролировать уровень воды в системе и при необходимости производить подпитку. Кроме этого, весь воздух, который неизбежно будет присутствовать в системе, будет выходить в расширительный бак.

Разводящие трубопроводы и обратные линии, называемые еще лежаками, для облегчения циркуляции воды всегда делают под уклонами: верхний лежак к радиаторам, а нижний – к котлу. В такой системе котел должен находиться в самой нижней точке. Подачу теплоносителя на радиаторы делают через стояки горячей воды, а слив охлажденной через обратные стояки.

Один из вариантов реализации двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с естественной циркуляцией представлен на следующей схеме.

Один из вариантов реализации гравитационной системы отопления в двухэтажном доме

Следует обратить внимание в этой схеме на большое количество трубопроводов и их высокий условный проход — . Это объясняется тем, что в гравитационных системах для обеспечения циркуляции теплоносителя нужно минимизировать сопротивление, а это возможно только в трубах больших диаметров.

Системы с естественной циркуляцией, естественно, имеют преимущества:

  • Независимость от электроснабжения – система отопления будет работать как при полном отсутствии электроэнергии, так и при перебоях в ее подаче.
  • Доказанная долгими годами эксплуатации надежность и простота.
  • Отсутствие насосов и малая скорость циркуляции теплоносителя делают такую систему бесшумной.

Несмотря на все преимущества, такие системы постепенно уходят в прошлое, так как уже не отвечают современным требованиям к системам отопления.

  • Гравитационные системы чрезвычайно материалоемкие – для их монтажа применяются стальные трубы больших диаметров.
  • Монтаж систем отопления со стальными трубами сложен технологически и занимает много времени.
  • Системы с естественной циркуляцией имеют ограничения по площади обогреваемых помещений. По утверждениям специалистов суммарная длина горизонтальных участков (лежаков) не должна превышать 40 метров, а суммарная площадь 150 м2.
  • Высокая инерционность — от момента запуска системы до прогрева всех радиаторов до расчетной температуры может пройти несколько часов.
  • Большая разница температур подачи и обратки может плохо сказаться на теплообменнике котла.
  • В теплоносителе гравитационных систем большое количество растворенного кислорода, что сказывается на коррозии труб и радиаторов, поэтому в таких системах можно использовать только чугунные или биметаллические радиаторы.

Системы отопления с принудительной циркуляцией

Практически все современные системы отопления используют только принудительную (искусственную) циркуляцию теплоносителя, что дает весомые преимущества:

  • Использование циркуляционных насосов помогает отопить любую площадь при любой этажности здания.
  • Диаметр труб может быть гораздо меньше, так как насос позволяет прокачивать теплоноситель с более высокой скоростью.
  • Применение циркуляционных насосов позволяет снизить температуру в системах отопления при тех же параметрах теплоотдачи радиаторов, а это, в свою очередь, позволяет использовать более дешевые полимерные и металлопластиковые трубы.
  • Возможность как общей, так и зональной регулировки в системах отопления.

Недостатками систем с принудительной циркуляцией являются:

  • Зависимость от электроэнергии, что легко решается наличием источников бесперебойного питания или генераторов.
  • Более высокий шум работы системы отопления, но при правильном расчете он не слышим человеческим ухом в отапливаемых помещениях.

Циркуляционный насос обычно врезают в систему отопления на обратной линии перед котлом, так как в этом месте самая низкая температура теплоносителя.

Циркуляционный насос: сердце современной системы отопления

Чтобы принудительная циркуляция работала корректно, выбранная модель насоса должна отвечать параметрам системы. Существует специальная методика расчета ключевых характеристик — производительности и создаваемого напора. Чтобы не утомлять читателя формулами, предлагаем воспользоваться встроенными калькуляторами.

Ссылка на основную публикацию