Отопление двухэтажного дома. Какие варианты существуют. Система типа паук для двухэтажного дома

Давайте детально рассмотрим ключевые варианты отопления двухэтажного дома, чтобы определить, какая система будет оптимальной именно для вашего жилища. Более подробная информация доступна по ссылке.

Отопление двухэтажного дома. Какие варианты существуют?

Отопление в частном доме

На сегодняшний день двухэтажные дома очень востребованы у граждан нашей страны. Они высоко ценятся за удобное планирование, оптимальное использование земельной площади, что позволяет существенно сэкономить на строительных материалах, и их сравнительно простое возведение. Однако, чтобы обеспечить качественный обогрев такого жилья — это достаточно сложная задача. В данном процессе имеются свои нюансы и особенности, знание которых жизненно необходимо, чтобы избежать неравномерного или недостаточного отопления. Давайте подробнее рассмотрим основные типы систем отопления, которые стоит рассмотреть для двухэтажного дома.

Однотрубная система отопления двухэтажного дома, в которой радиаторы подключаются к общей магистрали, имеет свои особенности эксплуатации, которые следует учесть при проектировке и монтаже.

В каких домах эффективен однотрубный «самотек»?

Однотрубная система не подходит для трехэтажных домов. В первую очередь, подобная система зависит от гравитации, и поэтому теплоноситель перемещается медленно. Разница в массе между одной тонной горячей и холодной воды составляет всего 20 кг, чего недостаточно для создания нужного перепада давления между «подачей» и «обраткой», особенно при интенсивном движении через трубы и змеевики.

Для двухэтажного дома система «гравитации» может быть вполне удачным выбором, но необходимо учитывать, что второй этаж должен быть полноценным, с мансардом, способным разместить расширительный бачок. Вертикальный подающий стояк, который идет от котла, размещается в подвале и направляется к резервуару. От стояка производится уклон вниз для обеспечения самотека. Из «раскладушки» я спускаюсь по стоякам к напольным радиаторам. Эта вертикальная система, показанная на рисунке ниже, напоминает отопительное оборудование многоэтажного здания.

Вертикальная однотрубная гравитационная система отопления двухэтажного дома. Однако стоит отметить, что мансардный этаж, оборудованный мансардными окнами с низкими стенами, может затруднить установку подобной системы. На чердаке не представляется возможным разместить открытый расширительный бачок с антифризом, поэтому герметичный резервуар придется использовать с выведенным наружу газоотводным патрубком, что увеличит расходы, но может сократить время монтажа.

Также, наклонные трубы: «грядки» могут плохо вписываться в пространство чердака, и даже выходить в оконные проемы, что негативно отразится на интерьере вашей комнаты.

Поэтому самотек лучше всего подходит для одноэтажных домов, особенно в регионах с нестабильным электроснабжением.

Мы расскажем о принципе работы коллекторной системы отопления в двухэтажном частном доме, а также рассмотрим её применение в многоэтажных зданиях. Обсудим особенности монтажа, системы отопления и технологии установки теплых полов, а также способы регулировки.

Плюсы и минусы коллекторной системы отопления двухэтажного дома

Как и в случае с любой другой системой отопления, коллекторная схема представляет собой набор достоинств и недостатков.

Из достоинств стоит выделить:

• Возможность управления теплом в каждом отдельном помещении, что позволяет устанавливать желаемую температуру в любой комнате вашего дома;
• Способность отключать или включать радиаторы по отдельности, либо группами, без влияния на температуру батарей в соседних помещениях;
• Использование труб меньшего диаметра, которые легко скрыть в стяжке пола;
• Обеспечение простоты влагозащиты и ремонта: в случае поломки вы можете отключить конкретный элемент, сохраняя работоспособность всей системы.

Для создания различных контуров с различными параметрами, включая колебания давления или температуры, советуется устанавливать коллекторы с функцией гидрокомпенсатора.

Преимущества этих систем заключаются в снижении потерь тепла при транспортировке к радиаторам, что позволяет уменьшить мощность котла и, следовательно, сократить расходы на топливо.

Основным недостатком коллекторной системы отопления является значительно повышенный расход труб — по сравнению с однотрубной системой, расход труб может увеличиться в 2-2,5 раза в зависимости от отапливаемой площади.

Дополнительно, потребуется установка циркуляционных насосов, что также может увеличить финансовые затраты.

К минусам можно отнести зависимость системы от наличия электроэнергии. Даже если котел находится в исправном состоянии, отключение электричества приведет к прекращению отопления, и трубы быстро остынут. В таких условиях использование коллекторной системы может быть рискованным, особенно в регионах с частыми перебоями в электричестве.

Еще один момент — стыки труб являются потенциально уязвимыми местами, поэтому не рекомендуется прокладывать их в стяжке. В случае протечек придется снимать монолитный бетонный слой, что является трудоемким и дорогим процессом.

Поэтому настоятельно рекомендуется размещать все стыки и соединения выше уровня пола, чтобы обеспечить легкий доступ. Оптимальным вариантом будет выполнение всех соединений в распределительном шкафу.

Существует множество систем водяного отопления, используемых в двухэтажных частных домах. Рассмотрим принцип работы однотрубных, двухтрубных и коллекторных схем. Мы также поделимся советами по выбору и установке отопительных систем.

Классификация систем

Для начала давайте перечислим все варианты схем водяного отопления, которые могут быть реализованы в двухэтажных жилых домах, и классифицируем их по определенным критериям. По способу подачи хладагента в помещения системы подразделяются на следующие группы:

1. Однотрубная. В этой системе оба подключения радиатора соединены с магистральным трубопроводом, который одновременно выполняет функции подачи и возврата.
2. Двухтрубная. В этом случае нагретая вода поступает в радиаторы через одну трубу, а остуженная возвращается через другую.
3. Коллекторная. Каждое отопительное устройство подключается к отдельной магистрали, состоящей из двух труб: подающей и обратной. Все линии, проложенные в полу, соединяются в распределительной гребенке (коллекторе), откуда и происходит название схемы — «балка».
4. Системы теплого пола схожи с коллекторными системами отопления, за исключением того, что контуры труб, встроенные в стяжку или потолок, действуют как нагревательные элементы. Чаще всего их называют «теплыми полами».

Важно отметить, что двухтрубная разводка может быть двух видов: тупиковая и попутная. Подробности о различиях между ними мы обсуждать будем позже.

По принципу движения воды в сети отопление делится на два типа: с естественным и принудительным движением. В первом варианте нагретый теплоноситель, массой меньшей, чем охлажденный, движется вверх по трубам благодаря действию силы тяжести, что и приводит к медленной циркуляции (при скорости 0,1-0,2 м/с). В системе данных коллекторов и теплых полов гравитационный метод не используется — там уклоны и размеры труб слишком малы для осуществления гравитационного движения.

Во втором варианте вода подается в систему с помощью циркуляционного насоса, установленного рядом с котлом. Скорость потока может варьироваться в пределах 0,3-0,8 м/с в зависимости от мощности оборудования и гидравлического сопротивления трубопроводной сети. Принудительная циркуляция может использоваться в любой схеме водяного отопления.

Примечание: В проектах отопления двухэтажного дома часто предусмотрены комбинированные схемы, если это экономически оправдано или улучшает комфорт. Например, на первом этаже можно устанавливать теплые полы, а на втором — радиаторы, соединенные двухтрубным методом.

Последний признак классификации — это давление в тепловой сети. Если охлаждающая жидкость сталкивается с атмосферой через расширительный бачок, система считается открытой и не имеет избыточного давления. В герметичной системе, где используется замкнутый бачок, давление воды в трубах достигает 2 бар, и ее называют замкнутой.

Особенности однотрубной разводки

Принцип работы замкнутого горизонтального контура (также называется Ленинградской схемой), показанный на рисунке ниже, сравнительно прост и сложен одновременно. Предложим его алгоритм работы:

1. Нагретый теплоноситель, достигая первого радиатора вдоль магистрали, разделяется на два потока. Примерно 2/3 объема жидкости продолжают движение по прямой, а 1/3 попадает в батарею. Это связано с различием в диаметрах труб (например, основная труба может иметь диаметр 25 или 32 мм, а радиатор — всего 16 мм).
2. После остывания вода из радиаторов возвращается в общий трубопровод, где смешивается с горячим теплоносителем, поступающим из котла.
3. В следующий нагреватель попадает треть смеси, температура которой на 1-3 °С ниже первоначальной. Цикл охлаждения и смешивания повторяется, при этом теплоноситель постепенно остывает от одного радиатора к следующему.

Ключевой момент. Для того чтобы обеспечить необходимую теплоотдачу во всех комнатах, мощность радиаторов (то есть количество секций) следует увеличивать по мере увеличения расстояния от теплогенератора, так как более удаленные устройства получают меньше тепла. Поэтому их количество в каждом ряду не должно превышать 5 штук.

Однотрубная разводка с вертикальными стояками и верхним подводом теплоносителя, продемонстрированная на рисунке, более уместна в двухэтажном доме, чем горизонтальная, потому что она обеспечивает более стабильную работу за счет того, что каждый стояк обслуживает 2–4 радиатора, что обеспечивает более равномерное отопление. Также такую систему можно собрать в виде самотека с использованием горизонтальных коллекторов диаметром 50 мм, с уклоном в 1 см на каждый метр длины. Для стояков рекомендуется использовать трубы диаметром 25 мм для двух ТЭНов и 32-40 мм для четырех.

Вертикальная система закрытого типа может также быть установлена на 3-х этажах, но стоит отметить несколько недостатков, например, сложности в установке, так как стояки проходят через межэтажные перекрытия в различных местах. Другой момент заключается в том, что трубы, идущие от потолка, могут негативно смотреться в интерьере помещений, а полипропиленовые трубопроводы сложно скрыть. Для скрытия труб имеет смысл использовать металлопластиковые или полиэтиленовые трубы. Более подробно о расчете и проектировании однотрубных тепловых сетей можно узнать из видео опытного мастера:

Популярный вариант – двухтрубная схема

Тупиковая система отопления двухэтажного частного дома считается одним из наиболее оптимальных вариантов, как с финансовой, так и с эксплуатационной точки зрения. Простота исполнения и надежность в эксплуатации, особенно когда организована принудительная циркуляция воды, делают её весьма привлекательной. Хотя двухтрубная система с самотечным принципом также может быть практичной, она не так популярна из-за необходимости прокладывать толстые трубы по всем помещениям.

Типовая схема теплоснабжения двухэтажного дома, представленная на изображении, работает совершенно просто: теплоноситель распределяется между отопительными приборами по подающим трубопроводам и, остыв, возвращается по второй линии в котел. Обычно в проекте предусмотрены ответвления одинаковой длины и нагрузки, предполагая примерно равное количество нагревательных приборов.

Примечание. Одинаковая длина веток и количество батарей на них не являются строгим требованием. Если по каким-либо причинам одна из линий окажется короче другой, достигнуть гидравлического равновесия возможно через балансировку.

Помимо стабильности и надежности в эксплуатации, у двухтрубной разводки также имеется ряд других преимуществ:

• как закрытые, так и открытые системы способны эффективно работать с различными источниками тепла: твердотопливными, газовыми или электрическими котлами;
• владелец умного дома может самостоятельно спроектировать, собрать и отрегулировать систему с наименьшими затратами;
• во все радиаторы будет поступать вода одинаковой температуры;
• схема хорошо поддается регулировке и автоматизации, что значительно улучшает удобство эксплуатации;
• это наиболее оптимальный вариант с точки зрения финансовых вложений при монтаже системы отопления.

Почему же двухтрубная разводка получается экономичнее однотрубной? Ответ на этот вопрос прост: диаметры соединительных линий и фитингов меньше, соответственно, и общая ценовая категория ниже. Кроме того, автоматические термостаты на батареях не будут мешать отдаче тепла соседними нагревателями, что часто происходит при однотрубном варианте.

Сквозной вариант двухтрубной системы отопления, известный как «петля Тихельмана», отличается от тупиковой своей гибкостью и отсутствием необходимости в балансировке, так как направление потока воды в подающей и обратной магистралях совпадает. Однако этот метод может создавать определенные сложности в процессе установки, поскольку трубы должны проходить через двери и другие проемы.

Раздача теплоносителя от коллектора

Важно отметить, что такой способ подключения радиаторов и систем теплого пола потребует значительных финансовых вложений. Установка распределительной гребенки станет необходимостью, после чего потребуется прокладка двух труб Ø16 мм к каждому радиатору. А для теплого пола потребуется еще больше ресурсов — необходимо ограничивать температуру теплоносителя до 45 ° С с помощью смесительного узла и уложить 100-200 метров труб в стяжку или внахлест. Однако, что вы получите взамен:

1. Все преимущества двухтрубной системы, описанные ранее.
2. Автоматизированное управление отоплением в каждом отдельном помещении, что даст вам полный контроль над температурой.
3. Полное отсутствие видимых коммуникаций отопления в комнатах — все трубы будут спрятаны в стяжку или пол.
4. Простота системы ремонта в любое время года без необходимости отключения отопления.
5. Системы теплых полов способны обеспечить экономию энергоресурсов до 10% за счет равномерного обогрева нижней части комнат при низкотемпературном теплоносителе.

Однако, помимо высокой стоимости материалов, коллекторная разводка может оказаться неудобной в процессе установки. Прокладку магистралей или контуров отопления в стяжке возможно реализовать только при открытых перекрытиях или в новостройках. Появляются сложности при запуске системы отопления: необходимо внимательно удалить воздух из системы, иначе пузырьки будут блуждать по трубам более недели, нарушая ее работу.

В частном доме существует всего два вида обеспечения основного мини-отопления: закрытое и самотечное. Установка трубопровода может производиться самостоятельно. Подробности об этом представлены на нашем сайте.

Преимущества отопления частного дома с естественной циркуляцией

Имеет ли смысл рассуждать обо всех нюансах применения гравитационной системы отопления? Возможно, нет. Поэтому мы остановимся на основных преимуществах, которые станут очевидными сразу после запуска системы.

1. Отопление частного дома с естественной циркуляцией — важный фактор. Его преимущества становятся очевидны в процессе эксплуатации, поскольку установка системы, её обслуживание и возможный ремонт потребуют незначительных финансовых затрат.
2. Главным достоинством данной схемы отопления является отсутствие дополнительных компонентов (таких как насосы). Это дает возможность избежать вибраций и посторонних шумов в процессе эксплуатации.
3. Гарантия снижения затрат на электроэнергию также существенно выделяет данную систему. Насосы, как известно, требуют потребления электричества. В варианте с гравитационной схемой таких затрат нет.
4. Постоянное движение теплоносителя в существующей системе отопления обеспечивает равномерное и надежное распределение тепла между радиаторами.
5. Установка и наладка данного типа отопления не требуют какие-либо специальные навыки или знания.

Важно отметить, что в открытой системе отопления теплоноситель обязательно должен быть химически обработанным. В зимний период обычная вода может замерзнуть, что ставит под угрозу работоспособность системы.

Тем не менее, в случае если планируется установка системы самотечным способом в загородном доме, использование воды, как теплоносителя, вполне приемлемо.

Каким образом организована схема отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией? Рассмотрим характеристики открытой и закрытой систем, а также проводим анализ преимуществ и недостатков тепловых сетей. Запланируем схемы формирования тепловых сетей в двухэтажном доме.

Правила расчетов элементов сети отопления

При расчете системы отопления необходимо учитывать длину трубопроводов, количество радиаторов, выбор сети и схемы. Также особо важно определить мощность котла отопления. Стандартная формула — 1 кВт тепла на 10 м² поверхности — применяется только для регионов с мягким или умеренным климатом. Для двухэтажного дома с недостаточной теплоизоляцией, высокими стенами и большим количеством панорамных окон теплосодержание может оказаться значительно выше, чем указано в формуле. Таким образом, к расчетной мощности котла стоит добавить до 50% запаса.

Оптимальная схема отопления для двухэтажного дома должна учитывать ряд критически важных нюансов:

• назначение комнат (жилая, кухня, кабинет и т.д.);
• направление стен — южное или северное;
• размеры каждой комнаты;
• количество окон и уровень их герметичности;
• размеры дверей, что также влияет на теплоизоляцию.

На заметку! Для домов с отапливаемым подвалом, мансардой и двумя жилыми этажами лучший вариант — герметичная с системой принудительной циркуляции. Хотя затраты на материалы будут высокими, правильная конструкция повысит КПД в сравнении с однотрубной схемой.