Важное условие для правильного функционирования системы: диаметр основной трубы должен быть достаточным для снабжения теплом всех радиаторов. На практике используются трубы диаметром 25-32 мм (DN 20-25) с подводящими трубами радиаторов Ø15 мм (внутренний диаметр DN10).
Варианты систем отопления двухэтажного частного дома
Системы отопления в дачных домах с 2 и более этажами обычно проектируются подрядчиками по отоплению. Однако владельцам домов с простой планировкой площадью до 200 м2 нет необходимости обращаться к профессионалам — они могут сами спланировать и установить отопление в своем доме. Цель данной публикации — разъяснить, какая система отопления для двухэтажного дома лучше всего подходит для конкретных условий эксплуатации, котельных систем и радиаторов. Мы рекомендуем изучить имеющиеся варианты и выбрать оптимальный.
Как показывает практика, у большинства домовладельцев есть 3 основных требования к системе отопления для двухэтажного дома:
- В доме всегда должно быть тепло.
- Минимальный расход энергоносителей – природного газа, дров, электричества и так далее.
- Красота. Трубы, арматуру и приборы обогрева желательно убрать с глаз, чтобы не портили интерьер.
Требования перечислены в порядке важности с точки зрения пользователя. О стоимости монтажа мы поговорим при рассмотрении систем.
Желания понятны, но они должны быть увязаны с техническими возможностями. В отдаленных районах, например, могут быть перебои с электричеством или отсутствие газовых труб. Отсюда совет: сначала определитесь с основным и запасным топливом, выберите котел и радиаторы. Изложите свои желания на бумаге — составьте приблизительный план своими руками.
Не всегда владелец дома может самостоятельно заниматься организацией технических сетей — рисовать планы, устанавливать приборы и трубы. В этом случае имеет смысл обратиться к специалистам инженерной компании для выполнения всех вышеперечисленных работ. В центральном регионе Российской Федерации, например, компания «ТеплоМосква» предлагает установку котлов и систем отопления.
Благодаря такому тщательному подходу вы сможете установить систему отопления для двухэтажного дома, которую впоследствии не придется повторять. На выбор предлагается 5 вариантов систем:
- самотечная (она же – гравитационная и конвекционная);
- однотрубная;
- двухтрубная;
- лучевая (иначе – коллекторная);
- водяные контуры напольного обогрева, называемые теплыми полами.
Примечание: 1. Первая система предполагает естественную циркуляцию хладагента по трубам и соединение с расширительным баком атмосферы. Остальные — это принудительная циркуляция через насос и работа под давлением (с закрытым мембранным сосудом).
Эти системы можно комбинировать друг с другом. Например, на первом этаже можно установить напольное отопление, а на втором — лучистое. Давайте теперь рассмотрим каждый вариант по отдельности.
Схема с естественной циркуляцией
Чтобы понять, как работает гравитационная система, давайте рассмотрим типичную систему, используемую в двухэтажных частных домах. Здесь используется комбинированная разводка: теплоноситель подается и отводится по двум горизонтальным трубам, соединенным с радиаторами вертикальными трубами.
Информация. Существуют и другие способы организации самотечной разводки на двух этажах, например, подключение стояков непосредственно от расширительного бака к трубам меньшего диаметра. Такая система материалоемка, паутинна, а монтаж утомителен.
Так работает гравитационное отопление в двухэтажном доме:
- Удельный вес нагреваемой котлом воды становится меньше. Более холодный и тяжелый теплоноситель начинает вытеснять горячую воду вверх и занимать ее место в теплообменнике.
- 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.
- 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.
- Прирост объема воды компенсируется расширительным баком, установленным в самой высокой точке. Обычно утепленная емкость располагается на чердаке здания.
Современные гравитационные системы оснащены насосами, которые ускоряют циркуляцию и обогревают помещения. Циркуляционный насос устанавливается на байпасе параллельно подающей линии и работает при наличии электроэнергии. При перебоях в подаче электроэнергии насос отключается, и теплоноситель циркулирует самотеком.
Сфера применения и недостатки самотека
Цель гравитационного контура — обеспечить теплом дома без электричества, что полезно в отдаленных районах с частыми отключениями электроэнергии. Гравитационный трубопровод и сеть батарей могут работать с любым энергонезависимым котлом или с системой печного отопления (в прошлом говорили — парового).
Теперь рассмотрим недостатки использования гравитации:
- из-за малой скорости протока нужно повышать расход теплоносителя за счет применения труб большого диаметра, иначе радиаторы не прогреются;
- чтобы «подстегнуть» естественную циркуляцию, горизонтальные участки прокладываются с уклоном 2—3 мм на 1 м магистрали;
- здоровые трубы, идущие под потолком второго этажа и над полом первого, портят внешний вид комнат, что заметно на фото;
- затруднено автоматическое регулирование температуры воздуха – на батареи нужно покупать только полнопроходные термостатические клапаны, не препятствующие конвективной циркуляции теплоносителя;
- схема неспособна работать с теплыми полами и в 3-этажном доме;
- увеличенный объем воды в отопительной сети подразумевает длительный прогрев и большие затраты топлива.
Наблюдение. Последний отрицательный момент не играет особой роли — энергия, затраченная на выработку тепла, никуда не девается. Она возвращается, когда трубы остывают.
Плюсы и минусы однотрубной схемы
Однотрубная система отопления в двухэтажном отдельно стоящем доме может нормально работать только при принудительной циркуляции через насос. Система устроена следующим образом: Вдоль пола проходит основная труба, к которой подключены все радиаторы. Это означает, что коллектор является одновременно и подачей, и обраткой.
Работа однотрубной системы, называемой «ленинградкой», довольно сложна:
- Если трубопроводы рассчитаны верно, то в каждый радиатор затекает приблизительно 1/3 горячей воды. Оставшиеся 2/3 объема двигаются по магистрали дальше.
- Теплоноситель, прошедший батарею, избавляется от тепла и возвращается обратно в коллектор, понижая температуру потока на 1—2 °С.
- Охлажденная вода течет к следующему радиатору, где процесс разделения и слияния потоков повторяется. Температура теплоносителя в коллекторе снова падает. Сколько батарей подключено к кольцевой магистрали, столько раз вода охладится.
- Пройдя последний отопительный прибор, холодный теплоноситель возвращается в котел.
Важное условие для правильного функционирования системы: диаметр основной трубы должен быть достаточным для снабжения теплом всех радиаторов. На практике используются трубы диаметром 25-32 мм (DN 20-25) с подводящими трубами радиаторов Ø15 мм (внутренний диаметр DN10).
Сторонники «ленинградки» в качестве ее основного преимущества называют низкую стоимость материалов и монтажа. Мы согласны с этим утверждением, но с одной оговоркой: при ее монтаже используется дешевый полипропилен.
Однотрубная система отопления в двухэтажном доме из пластика, полиэтиленовой ткани или металла дороже двухтрубной из-за стоимости комплектующих. Точный расчет приводит наш эксперт Владимир Сухоруков в следующем видеоролике.
Недостатки «ленинградки» следующие:
- поскольку каждый последующий радиатор получает более остывший теплоноситель, нужно наращивать число секций для нагрева дальних комнат;
- чтобы не подбирать количество секций наобум, нужно произвести расчет остывания воды;
- максимальное число эффективно работающих батарей на одной ветви – 5—6 шт., иначе придется нарастить диаметр раздающей трубы до 40—50 мм;
- закольцованную магистраль сложнее провести по дому – мешают дверные проемы, особенно на втором этаже;
- отопительные приборы влияют друг на друга, что затрудняет организацию автоматического регулирования.
Пример. Представьте, что все радиаторы оснащены термостатическими головками. Когда воздух в первой комнате нагревается до заданной температуры, термостат прерывает подачу тепла в радиатор. Затем более теплая вода поступает к другим приборам, активируя клапаны на других радиаторах.
Небольшое преимущество однотрубной разводки: одну ветку легче спрятать в стене или под полом, чем две. Отопительную сеть можно легко комбинировать с другими типами систем принудительной циркуляции.
Что не следует делать при монтаже отопления в двухэтажном доме
Прежде всего, стоит придерживаться современных концепций.
- 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 планом газификации. Твердотопливный котел — удобно запускать из высокого дымохода. В любом случае установка шумная. Она размещается в отдельном помещении — камере сгорания.
Газовый котел автоматизирован, он также может управлять косвенным водонагревателем. Типичная схема подключения автоматического газового котла имеет 4 выхода (также может быть 3 или 2 выхода — см. схемы производителя).
Напольный газовый котел с насосом с дистанционным управлением
Для твердотопливного котла необходимы насос, группа безопасности и смесительный узел. Все эти компоненты составляют корпус твердотопливного котла — как правильно построить корпус котла.
Какой нужен насос и диаметры труб
Частый вопрос при организации автономного отопления в доме (даже двухэтажном) — какой тип циркуляционного насоса нужен для радиаторной системы. Выбор прост — либо насос 25-40 (0,4 атм), либо насос 25-60 (0,6 атм).
Если площадь поверхности радиатора менее 170 м², достаточно насоса 25-40. Если площадь поверхности составляет от 170 до 260 м² — 25-60. Если больше 260 м², то 25-80. Не стоит покупать насос с запасом, так как это приводит только к ненужному дополнительному расходу и может вызвать шум в системе отопления. Современные насосы для отопления Автоматические котлы имеют встроенный насос.
Диаметры труб (внутренние) для отдельно стоящего дома показаны на рисунке.
От котла до первого ответвления — 25 мм. До ответвлений в полу — 20 мм, отдельные соединения, радиаторы (до 2 штук) — 16 мм. Вспененный полиэтилен характеризуется наружным диаметром с учетом толщины стены — 32, 25, 20 (мм).
Двухтрубное отопление
Двухтрубная система отопления использовалась в больших двухэтажных домах, поскольку в ней гораздо меньше тепловых потерь от радиатора к радиатору. Система состоит из двух основных труб: горячей и холодной. По первой подается нагретый теплоноситель к потребителям тепла, а по второй отводится охлажденный теплоноситель. Прямого соединения между трубами нет
Расширительный бак устанавливается на отдельной ветке первичной горячей воды, расположенной намного выше трубопровода. Обычно выбираются закрытые модели. Перед радиаторами можно установить клапаны для выборочного отключения отдельных помещений от отопления, однако наличие нескольких клапанов может привести к избыточному давлению и утечкам, особенно в системах с принудительной циркуляцией и при неправильном тепловом расчете.
Тупиковая схема и «петля Тихельмана»
Первоначально все двухтрубные системы отопления работали в прямой тупиковой конфигурации. Это означало, что первый радиатор, принимающий горячий теплоноситель, также первым возвращал теплоноситель, что приводило к последовательной потере давления в радиаторах и снижению их эффективности. Однако эти потери были не такими значительными, как при однотрубной системе. Тупиковая система до сих пор используется для отопления небольших зданий, поскольку требует гораздо меньше материалов для монтажа и меньшей мощности насоса.
Решение проблемы потери давления было предложено инженером Альбертом Тихельманом. Он разработал реверсивную систему возврата или, проще говоря, контур возврата. Таким образом, холодильник, получивший хладагент первым, сливал его последним, а холодильник, установленный последним, сливал охлажденную жидкость раньше остальных. Это, конечно, удваивает длину обратного контура. Тупиковая система подходит для отопления двухэтажного дома.
Лучевая схема
Другим дальнейшим развитием тупиковой системы отопления является так называемая лучистая система. Она включает в себя дополнительный узел — распределительный коллектор. Он необходим для разводки первичных и обратных труб к каждому радиатору, обеспечивая циркуляцию жидкости одинаковой температуры и давления ко всем элементам системы.
Дальнейшее усложнение системы отопления по сравнению с тупиковыми и петлевыми системами приводит к еще большему расходу труб при монтаже сети. Однако это окупается высокой эффективностью. Требования к расширительному баку и напорному насосу такие же, как и для контура Тихельмана.
Отопление теплыми полами
Основная «хитрость» напольного отопления заключается в установке в полу одного большого маломощного «радиатора» вместо использования системы стандартных навесных радиаторов. Это обеспечивает более равномерное распределение тепла, повышает комфорт в помещении и, если система спроектирована правильно, снижает затраты на электроэнергию. Однако напольное отопление не лишено недостатков. К ним относятся:
- длительное время прогрева полностью остывшего помещения;
- возможность возникновения конденсата ввиду почти полной изолированности от внешних факторов;
- сложности расчета и монтажа системы.
Недавнее исследование показало, что при прочих равных условиях помещение с теплым полом можно нагреть до температуры на 2ºC ниже, чем помещение с обычным отоплением, без ущерба для комфорта человека. Один этот факт позволяет экономить до 10-15% энергии.
Сегодня теплый пол часто используется для отопления двухэтажного дома. Эта система может выступать в качестве основной системы отопления, но при этом важно провести все тепловые расчеты.
Отопление газовым котлом
Газовые котлы являются основным источником энергии для большинства современных систем отопления. Они гарантируют высокую эффективность при относительно низких энергозатратах, очень надежны и безопасны, при условии, конечно, что соблюдаются все правила и нормы монтажа.
Однако в последние годы наметилась тенденция к росту цен на газ, что приведет к тому, что удельная стоимость газа скоро станет такой же высокой, как эксплуатационные расходы на электрическое отопление. Кроме того, скорее всего, будут строиться двухэтажные дома с большой площадью. Пока газ еще доступен, мы рекомендуем отапливать ваш двухэтажный дом газовым котлом.
Двухтрубная схема подключения отопления
Двухтрубная система отличается от однотрубной тем, что для нее требуется на порядок больше материалов. Однако этот недостаток можно назвать единственным — во всех остальных аспектах двухтрубное отопление превосходит свой упрощенный аналог, поэтому монтаж отопления двухэтажного дома лучше всего проводить именно по этой системе.
Двухтрубная система отопления двухэтажного дома работает следующим образом:
- Подающая магистраль предназначена для перемещения разогретого теплоносителя в радиаторы;
- Обратный трубопровод забирает остывший теплоноситель и возвращает его к отопительному оборудованию.
В двухтрубной системе можно использовать любые радиаторы. Двухтрубные радиаторы можно использовать в любой двухтрубной системе. При монтаже нужно быть особенно внимательным — перед тем как отопить частный двухэтажный дом, нужно знать, как подключить радиаторы.
Совет: Онлайн-калькуляторы проектирования позволяют быстро и точно рассчитать строительные материалы или компоненты.
Их можно интегрировать в систему следующими способами:
- Нижнее подключение . Такой способ подключения отопительных приборов предполагает подводку труб снизу и позволяет скрыть магистрали под напольным покрытием. Недостатком нижнего подключения является снижение теплоотдачи – верхняя часть радиаторов может не прогреваться. Кроме того, такое подключение будет очень неэффективным в сочетании с чугунными радиаторами.
- Одностороннее подключение . При диагональном подключении обратная труба подключается к нижнему патрубку радиатора, а подающий контур подводится сверху. Эффективность теплоотдачи в таком случае существенно выше, чем в предыдущем примере, но использовать такое подключение можно только для батарей с количеством секций менее 15.
- Диагональное подключение . Самый популярный способ подключения радиаторов в двухэтажных домах. В такой схеме подводящий контур подводится с одной стороны сверху радиатора, а обратный контур подключается снизу на другой стороне, за счет чего обеспечивается максимально полное прохождение теплоносителя по внутренним полостям прибора.
Важным преимуществом двухтрубной системы является то, что вы можете отключить часть системы, не отключая всю систему. Чтобы двухтрубная система работала максимально эффективно в двухэтажном отдельно стоящем доме, теплоноситель должен циркулировать принудительно. На способе циркуляции теплоносителя в системе стоит остановиться подробнее.
Способы циркуляции теплоносителя
Существует два типа циркуляции — естественная и принудительная. В первом случае вода в системе движется под воздействием естественных процессов, в то время как принудительная система требует наличия циркуляционного насоса, создающего необходимое давление для перемещения хладагента. Перед установкой системы отопления первого этажа следует рассмотреть характеристики этих систем.
Системы с естественной циркуляцией характеризуются следующими преимуществами:
- Практически бесшумная работа отопления;
- Простой монтаж и обслуживание;
- Долговечность.
Преимущества не самые важные, особенно если учесть недостатки. А недостатков много: во-первых, системы с естественной циркуляцией очень сложны в эксплуатации; во-вторых, вода в трубах может легко замерзнуть при отрицательных температурах; в-третьих, система требует труб большего диаметра, что дороже. По этим причинам двухэтажная система отопления с естественной циркуляцией практически никогда не используется.
При решении вопроса, как обогреть двухэтажный дом, лучше обратить внимание на системы отопления с принудительной циркуляцией, которые имеют следующие преимущества:
- Возможность прокладки системы любой необходимой длины;
- Стабильная работа системы независимо от внешних условий;
- Простота настройки отопления.
Как уже упоминалось ранее, система подключения отопления в двухэтажном доме работает с помощью циркуляционного насоса, который обеспечивает движение теплоносителя во всех контурах. Каждый радиатор в такой системе оснащен вентилями для регулировки тепловой эффективности батарей и кранами Маевского, позволяющими при необходимости стравливать воздух.
Универсальная система подключения отопления в двухэтажном частном доме представляет собой двухтрубную систему в сочетании с двухконтурным котлом и принудительной циркуляцией. К такой системе можно подключить множество дополнительных приборов, а регулировать мощность отопления очень просто.
Как сделать коллекторное отопление
В последнее время все большую популярность приобретает коллекторная система отопления. Главной особенностью, отличающей такую систему, является независимое питание всех радиаторов, что делает работу каждого из них автономной — настройка одного радиатора не влияет на теплоотдачу остальных.
Типичная коллекторная схема для отопления двухэтажного дома выглядит следующим образом.
- К стоякам первого и второго этажа подключаются обратные и подающие коллекторы;
- К каждому радиатору подводится два контура (их чаще всего прячут в стенах или под напольным покрытием);
- На каждый коллектор и радиатор устанавливаются воздухоотводящие клапаны или краны Маевского.
Это позволяет сэкономить много места, что особенно важно, если здание относительно небольшое. Кроме того, установив такую систему отопления двухэтажного дома с подогревом пола самостоятельно, вы сможете сэкономить на радиаторах и стоимости специальных работ.
Заключение
Отопление в двухэтажных домах можно регулировать по разным системам, каждая из которых имеет свои особенности. В любом случае, перед тем как наладить отопление в двухэтажном доме, следует сначала представить будущую систему в проекте, а затем грамотно выполнить каждый этап работ по ее обустройству.
Чем лучше отапливать двухэтажный дом — как правильно выбрать систему отопления для одноэтажного дома?
- Газовое отопление
- Электрическое отопление
- Теплый пол
- Монтаж, ремонт
- Печи, камины
- Центральное отопление
- Радиаторы, батареи
- Твердотопливное отопление
- Альтернативное отопление
Особенности двухтрубного отопления
Двухтрубное отопление создает комфортные условия, так как все батареи прогреваются равномерно, тепло постоянно во всех комнатах дома. Внешний контур — две трубы для подачи и обратки — прокладывается параллельно друг другу. Радиаторы соединены трубами с подачей тепла вверху и с обраткой внизу. Горячая вода подается к радиаторам, а холодная вода уходит и возвращается через другую ветвь сети.
В замкнутом контуре подача и обратка заканчиваются на последнем теплообменнике, а теплоноситель поступает обратно в котел. Для каждого этажа используются отдельные контуры подачи, что облегчает настройку схемы.
При подключении твердотопливного котла убедитесь, что помещение хорошо проветривается, и обеспечьте электрическое подключение для подачи питания на котел. Котел должен быть установлен вертикально на устойчивом основании. Котел должен быть установлен и изолирован в высокой точке дома, например, на чердаке. Не устанавливайте котел рядом со стеной. Устанавливается группа безопасности и смесительный узел — обратный мост, соединяющий подающий и обратный контуры. Для поддержания заданной температуры необходим изоляционный бак — емкость для жидкости, которая нагревает подающую среду из подающего контура.
Система отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией представляет собой двухтрубную систему с твердотопливным котлом:
- твердотопливный котел;
- главный стояк;
- разводка;
- радиаторы;
- обратка;
- расширительный бак;
- насос.
Небольшое замечание!
Эффективность двухтрубной системы отопления повышается за счет многократного или лучевого распределения.
Отопление с теплыми полами
На первом этаже был установлен теплый пол, а на втором этаже — радиаторы с коллекторами. В расчет принимается только жилая площадь дома, балкон и терраса не учитываются. Такое расположение приборов предназначено для постоянного проживания жильцов в доме. В загородном доме радиаторы, которые также устанавливаются на первом этаже в качестве дополнительных батарей, быстрее нагреют помещение. Котел оснащен группой безопасности, расширительным баком, циркуляционным насосом и необходимыми комплектующими.
Читайте также: Почему повышается давление в системе отопления, самые важные причины.
Схема отопления двухэтажного дома с теплым полом и радиаторами:
- Устанавливают котел, подключают магистральные трубы.
- Перед входом в котел ставят фильтр.
- Для радиаторов в коллекторе оставляют на один выход больше, последний для слива теплоносителя.
- Ставят насосно-смесительный узел, он обеспечивает циркуляцию воды по теплому полу с заданной температурой. Из котла поступает носитель с 60 градусами, а в пол — 40 градусов. Смесительная группа разбавляет воду, и пол не сильно греется.
- Устанавливают коллектор для теплого пола.
- Укладывают утеплитель пенополистирол толщиной 50 мм и теплоотражатель.
- Кладут армирующую сетку, к ней крепят трубы с помощью зажимов.
- На втором этаже к стенам монтируют кронштейны, на них вешают батареи, к ним подводят трубы, подключают их к коллектору.
Схема отопления двухэтажного дома с теплым полом и радиаторами с помощью настенного газового котла:
- Газовый котел.
- Обратный клапан.
- Автоматический воздухоотводчик.
- Гидрострелка.
- Коллектор радиаторов (подача).
- Коллектор батарей (обратка).
- Термостатический кран.
- Радиаторы.
- Кран шаровой.
- Сетчатый фильтр.
- Насос.
- Коллектор для теплого пола с расходомерами.
- Клапан трехходовой.
- Кран Маевского.
Небольшое замечание!
При использовании одноконтурного газового котла для нагрева воды требуется бойлер косвенного нагрева.
Как выбрать подходящую схему отопления для двухэтажного частного дома
Для отопления двухэтажного дома часто используются комбинированные системы: пол с подогревом на первом этаже и радиаторы, подключенные к двухтрубной системе на первом этаже. Однотрубная система с вертикальными подъемами и подачей воды сверху больше подходит для небольших зданий. На каждый стояк приходится от 2 до 4 радиаторов, и распределение воды происходит равномерно. Естественным его делает использование горизонтальных коллекторов с уклоном 1 см на 1 м длины сети.
Двухтрубная система, открытая и закрытая, хорошо работает с различными котлами. Двухтрубная разводка с принудительной циркуляцией больше подходит для двухэтажного здания. Все радиаторы получают воду одинаковой температуры. Система автоматизирована и легко настраивается. Автоматические термостаты не влияют на теплоотдачу других радиаторов, как в случае с однотрубной системой.
