Оптимальная схема отопления 2 х этажного частного дома

Проектирование системы отопления частного домостроения должно иметь научную основу и базироваться на расчетах теплотехнических характеристик. При этом следует учитывать все нюансы конструкции дома и факторы, оказывающие влияние на выбор отопительной системы. Решающее значение имеет планировка и конфигурация помещений. Организация отопления в двухэтажном доме имеет определенные сложности и более строгие требования по сравнению со строениями, выполненными в одном уровне.

Особенности отопления двухэтажного дома

Обогрев строения, имеющего два уровня, имеет следующие особенности.

Этажность

Отопительный агрегат располагается в месте, которое является наиболее низким в системе отопления. При использовании любого оборудования, в том числе размещаемого на стене, присутствует участок подачи, который имеет вертикальное расположение. Возникает задача по осуществлению подъема теплоносителя на верхний этаж с преодолением гравитации.

Увеличение отапливаемой площади

Особенности отопления двухэтажного дома

Суммарный внутренний объем помещений двухэтажного дома превышает аналогичный показатель одноуровневого сооружения. Вследствие увеличения отапливаемой площади растет потребность в энергии и возникает необходимость передачи его на более протяженное расстояние в больших количествах. Кроме этого возрастает материалоемкость отопительной системы и повышаются требования к генераторам тепловой энергии и приборам.

Изоляция помещений друг от друга

Дом с большей площадью, как правило, характеризуется присутствием значительного числа внутренних перегородок и изолированных помещений. Помимо этого, разделение уровней здания осуществляется при помощи перекрытий. Эти обстоятельства являются препятствием переносу тепловой энергии естественным путем. Таким образом, возникает проблема равномерного распределения тепла в доме.

Схема

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

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

Система отопления с естественной циркуляцией постепенно отходит в прошлое

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

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

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

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

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

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

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

  • независимость от бесперебойной подачи электричества;
  • бесшумность движения жидкости по трубам;
  • эффективность отопительной системы при эксплуатации твердотопливных котлов (высокая инерционность частично нивелирует частые и значительные температурные перепады).
Естественная циркуляция нагретой воды по трубам – еще актуальна, но отходит в прошлое

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

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

Схема с распределителем

Эта схема получила название лучевой, так как в ней от распределителя (коллектора) к каждому прибору в системе отопления подача теплоносителя и его обратный ход монтируется индивидуально. При применении этой схемы все трубы, по которым передвигается теплоноситель, монтируются в пол, радиаторы к ним могут подсоединяться как со стен, так и с пола.

Лучевая схема имеет целый ряд неоспоримых достоинств:

  • прежде всего, она позволяет сделать систему отопления максимально «спрятанной», так как труб вообще не видно.
  • эта схема позволяет максимально эффективно регулировать всю систему отопления
  • с ее помощью можно устанавливать индивидуальный температурный режим для каждого помещения в доме
  • она дает возможность контролировать подачу теплоносителя с распределителя
  • с точки зрения гидравлики системы, она дает возможность уравновесить все ее составляющие.

Имеются у этой схемы и свои отрицательные моменты:

  • она достаточно сложна в монтаже
  • для ее монтажа требуется много материалов
  • температура теплоносителя не может превышать 70 градусов, так как трубы смонтированы под напольным покрытием, которое может повредиться, если температура будет выше.

Оптимальное решение — магистрали

Двухтрубная система отопления двухэтажного дома хороша тем, что теплоноситель направляется к отопительным приборам по одной трубе, а возвращается — по другой. В частном домостроительстве используется 3 вида таких систем:

  • тупиковая, в ней теплоноситель доходит до последней батареи и течет назад, потоки движутся навстречу друг другу;
  • попутная, где подающий и обратный поток протекает в 1 направлении, а схема представляет собой замкнутое кольцо;
  • коллекторная, отличающаяся индивидуальной подачей нагретой воды к каждому радиатору от распределительного коллектора.

Все двухтрубные схемы водяного отопления для 2-этажного частного дома своими руками выполнить несложно, в этом их преимущество. Если архитектура здания не слишком сложна, а площадь не превышает 300 м², то собрать сеть трубопроводов можно без предварительных расчетов. Подача от котла делается трубой 25-32 мм, ветви — 20-25 мм, а подводки — 16 мм. Подразумевается, что теплоноситель побуждается к движению насосом. Самотечное отопление двухэтажного дома, когда через все комнаты проходит две больших трубы, не понравится никому.

При устройстве тупиковой системы важно все радиаторы, установленные в двухэтажном доме, поровну разделить на группы, чтобы протянуть к ним ветви одинаковой длины. Принято делать так: 2 ветви на 1 этаже, еще две — на втором, подача теплоносителя наверх — прямо от котла по стояку. Попутная схема реализуется иначе: подающий трубопровод прокладывается горизонтально от первого до последнего прибора, а обратный начинается от первого и направляется к котлу, собирая остывшую воду из всех батарей. Так, по периметру дома образуется кольцо, обслуживающее все радиаторы.

Двухтрубные системы объединяются общими преимуществами:

  • подачей во все отопительные приборы теплоносителя с одинаковой температурой;
  • надежностью в работе;
  • удобством балансировки, особенно попутной схемы;
  • возможностью эффективно управлять работой отопления с помощью различной автоматики;
  • простотой монтажа, выполняемого своими руками.

Системы разводки для двухэтажных домов

Существующие схемы разводки систем отопления:

Системы разводки для двухэтажных домов
  • с одной или двумя трубами;
  • с разводкой верхнего или нижнего типа;
  • со стояками, расположенными вертикально или горизонтально;
  • с движением воды по магистрали или по тупиковой ветке;
  • с циркуляцией естественного или принудительного типа.
Системы разводки для двухэтажных домов

Тёплые полы в двухэтажном доме будут наиболее производительными при выборе разводки с принудительным типом циркуляции теплоносителя. Комплекс оборудования состоит из коллектора и трубопровода, расширительного бачка, котла и отопительных приборов. Насос обеспечивает подачу воды.

Системы разводки для двухэтажных домов

Профессионалы обычно делают коллекторные разводки, однотрубные или двухтрубные схемы. При выборе системы с одной трубой, регулировать тепло в разных комнатах будет довольно сложно – перекрыть один радиатор отдельно от остальных невозможно.

Системы разводки для двухэтажных домов

Системы разводки для двухэтажных домов

Двухтрубная схема универсальна и идеально впишется в двухэтажный дом, позволив установить циркуляционный насос для контура теплого пола. Мощности обогрева хватит для полотенцесушителей на каждом этаже и других приборов.

Системы разводки для двухэтажных домов

Системы разводки для двухэтажных домов

Проекты отопления по разновидностям систем

По принципу устройства выделяют:

  • однотрубные СО;
  • двухтрубные СО.

При однотрубном способе монтируют трубопровод подключением радиаторов последовательно. Способ подходит для отопления с естественной циркуляцией. Площадь здания не превышает 100 квадратных метров.

Двухтрубная система состоит из магистрали для подачи и трубопровода обратного движения. Теплопотери практически отсутствуют. Подходит для принудительной циркуляции, устанавливают в строениях площадью больше ста квадратных метров.

Как правильно сделать схему отопления в двухэтажном доме с принудительной циркуляцией: котел – линия воздушного обмена – разводочный агрегат – стояк для подачи носителя тепла – стояки обратной подачи – расширительный бачок.

Коллекторная система отопления двухэтажного дома удобна в использовании потому, что есть возможность проложить сеть радиально, улучшить теплообмен. Качественный коллектор стоит около 10 тысяч рублей. Способ установки указан в инструкции по эксплуатации.

По способам установки системы отопления делят на:

  • горизонтальные;
  • вертикальные.

В первом случае трубы и радиаторы монтируют внутри напольных конструкций, во втором – вдоль стен. Какой способ предпочтительнее для жилища, хозяин решает сам. В первом случае радиаторы скрыты от глаз, не занимают место. Во втором доступен быстрый ремонт и замена оборудования в случае необходимости.

Тупиковые и попутные схемы

На рисунке ниже представлены схемы обоих вариантов систем отопления. По тупиковой схеме горячий теплоноситель (красная линия) входит в радиатор и покидает его с одной стороны, при этом внутри радиатора водяной поток движется до определенной тупиковой точки, разворачивается, меняет свой маршрут на противоположное направление и выходит из радиатора с измененным вектором движения (синяя линия).

Читайте также:  Как выбрать электрический котел для отопления частного дома

Схемы движения теплоносителя в системах отопления

Тупиковые и попутные схемы

При попутной схеме разводки поток остывшей воды (синяя линия) выходит из радиатора с противоположной стороны, чем он туда попадает в горячем состоянии (красная линия).

Монтаж системы

Рациональным вариантом считается планирование и монтаж коллекторной системы отопления на этапе строительства дома. Выполнять работы после заливки чистового пола или его укладки нецелесообразно с экономической точки зрения.

Полезным моментом будет установка коллекторного шкафа, представляющего собой короб. Он послужит для придания помещению более эстетичного вида, кроме того защитит аппаратуру от возможных механических повреждений. Обычно такие короба располагают в кладовых, гардеробных, в коридорах.

Если проектируется отопление двухэтажного здания, то рекомендуется устанавливать коллекторы на обеих этажах. Наличие дополнительных узлов позволит обеспечить одинаковую длину контуров.

Если монтаж системы производится наружно, трубы в последствие скрывают при помощи декоративного плинтуса.

Посмотрим видео о монтаже коллекторной системы отопления в двухэтажном доме:

В каких домах выгоден монтаж насосных однотрубных систем

Снижение длины труб отопления относительно двухтрубных схем присуще многоэтажным жилым домам, промышленным зданиям (цехам, складам), характеризуемым длинами контуров отопления в сотни метров. Применение «однотрубки» в них реально экономит отопительные трубы. Широкое применение в индивидуальном строительстве объясняется недопониманием реального соотношения затраты-достоинства данного типа отопления заказчиками и теплотехниками-практиками.

В небольших двухэтажных домах площадью около 100 кв.м (50 кв.м – первый этаж, 50 кв.м – второй) часто монтируют «однотрубку», хорошо работающую при коротких контурах, содержащих 4-5 отопительных приборов. Большие дома со множеством радиаторов плохо подходят для однотрубных схем, хотя реально работают объекты с десятком батарей в этажном контуре, как в показанной ниже смешанной вертикально — горизонтальной однотрубной схеме.

Однотрубная система смешанного (вертикально — горизонтального) типа.

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.