Проект отопления двухэтажного дома – пример проектирования системы

Этапы создания отопительной системы

Процесс создания эффективной схемы теплоснабжения можно условно разделить на несколько этапов.

1. Анализ существующих вариантов систем отопления двухэтажного дома и выбор оптимального для конкретного случая.
   В качестве исходных данных следует использовать:
   — возможные виды энергоресурсов и оценка их доступности и экономичности;
   — геометрия и планировка здания;
   — требуемые типы, мощности и количество отопительного оборудования (источника тепла, радиаторов, насосов,  расширительных баков и т.д.) и комплектующих (запорной и регулирующей арматуры).
   На основе этих данных следует составить схему теплоснабжения двухэтажного дома с указанием мест установки котла и приборов, размещения стояков, протяженности и уклонов подающей магистрали и обратки (если планируется двухтрубное отопление), тип подключения радиаторов в систему, диаметр и вид труб на каждом участке, места установки запорно-регулирующей аппаратуры.

   Затем рекомендуется составить ориентировочную смету, в случае необходимости внести коррективы в проект. Как правило, при недостаточном объеме средств подбираются более дешевые, но не менее надежные модели и материалы. Также возможна замена двухтрубной схемы на однотрубную.

   Также требуется определиться с проведением монтажных работ и решить, следует ли приглашать специалиста или отопление можно выполнить полностью или частично своими руками.

2. Приобретение оборудования, труб, комплектующих, а также материалов и оборудования, которые могут потребоваться в процессе монтажа.
3. Подготовка мест установки источника тепла и радиаторов и их монтаж согласно инструкциям и нормативам.
4. Создание отопительного контура и подключение его к котлу и отопительным приборам, не забывая устанавливать необходимую арматуру.
5. Проверка правильности подключения элементов и качества соединений с последующей опрессовкой системы с выявлением дефектов и их устранения.

Эффективность схем с принудительной циркуляцией

Полноценно функционировать превалирующая часть современных отопительных систем может только при создании искусственной циркуляции, то есть такой, при которой теплоноситель движется внутри сети благодаря работе циркуляционного насоса.

Схема устройства обогревательной системы с газовым котлом в 2-этажном доме: оборудование и приборы учета установлены на первом этаже (в цоколе, в подвале), в специально оборудованном помещении с хорошей шумоизоляцией (+)

Для устройства принудительной циркуляции в здании с несколькими этажами существуют свои предпосылки:

• установка трубопровода меньшего диаметра, что облегчает сборку разводки в целом;
• обеспечение зональной регулировки (наряду или вместо общей);
• наличие 2-го и более высоких этажей не влияет на эффективность обогрева;
• снижение температуры теплоносителя без изменений параметров теплоотдачи;
• возможность использования недорогих пластмассовых труб.

К минусам относится наличие электропитания – возможны перебои, но их легко избежать, используя резервные ИБП. Проблема более громкого шума также решается с помощью укладки слоя шумоизоляции в бойлерной.

Схема водяного отопления с принудительной циркуляцией: 1 – газовый или электрический котел; 2 – стояк; 3 – труба к расширительному баку; 4 – стояк для слива; 5 – верхняя горизонтальная разводка; 6 – расширительный бак; 7 – насос циркуляционного типа; 8 – обратная линия

Наиболее подходящее место врезки циркуляционного насоса там, где температура снижается до минимума, то есть непосредственно перед котлом, на обратной линии.

Отопительная система двухэтажного дома: особенности конструкции

Особенностью отопительной системы для двухэтажного дома является необходимость дополнительного подъема теплоносителя на определенную высоту.

Как правило, отопление в 2 этажном доме состоит из нескольких основных устройств, среди которых можно выделить:

• сам котел;
• трубопроводы;
• радиаторы;
• фитинги;
• всевозможные датчики;
• регуляторы.

Правильно подобрав все составляющие комплекса, можно добиться того, что схема отопления 2 этажного дома будет функционировать, как часы. К тому же, правильная установка поможет поддерживать комфортабельный микроклимат в помещении, снизить общие затраты на обогрев, вне зависимости от типа топлива.

Знакомьтесь: воздушно-отопительный агрегат. О нем читайте здесь.

Основные виды схем отопления

По конструкции отопление 2 этажного дома можно условно разделить на несколько видов:

• С нижней и верхней разводкой трубопроводов;
• Системы одно- или двухтрубные;

Двухтрубная система отопления дома с принудительной циркуляцией

• С горизонтальным и вертикальным расположением стояков;
• Отопление 2х этажного дома с естественной циркуляцией и принудительной;
• С тупиковым или же магистральным вариантом движения теплоносителя.

Следует отметить, что наибольшим спросом (да и по своим характеристикам она неплохая) среди потребителей пользуется схема водяного отопления частного 2 этажного дома с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Такая схема подразумевает установку в доме:

• котла отопления;
• трубопроводов;
• коллектора;
• радиаторов отопления;
• расширительного бака.

Теплоноситель циркулирует при помощи специального насоса – это очень эффективно, позволяет достичь производительности и эффективного разноса тепла. При всем этом схема отопления 2х этажного дома данного вида может комплектоваться котлом на различном топливе, начиняя от традиционного твердого и заканчивая газом.

Также, не исключено применение источников альтернативной энергии, например, тех же тепловых насосов.

Схемы систем отопления двухэтажного дома: выбираем предпочтительную

На сегодняшний день система отопления 2х этажного дома может быть самой разнообразной: начиная от коллекторной, и заканчивая двухтрубной разводкой магистралей.

Следует отметить, что однотрубная (подразумевает последовательное соединение радиаторов) система не позволяет перекрывать или регулировать один из радиаторов, а потому применяется реже, и ей предпочитают двухтрубную.

Двухтрубная система отопления для 2-этажного дома

Современная двухтрубная схема отопления 2 х этажного дома отличается своей универсальностью и практичностью. Конструкция такой системы предполагает отдельное присоединение к каждому из отопительных агрегатов двух труб – подачи и отвода теплоносителя.

От однотрубной системы двухтрубная отличается порядком присоединения радиаторов. При этом специалисты рекомендуют своими руками установить перед каждым радиатором регулировочный клапан – это позволит достичь большей эффективности.

Что же касается коллекторной системы, цена обустройства которой несколько выше, нежели у одно- или двухтрубной — она также популярна среди владельцев двухэтажных загородных домов.

Преимущество такой схемы отопления заключается в том, что монтаж трубопроводов скрытый, а потому нисколько не портится интерьер помещения. Как можно видеть на многих фото и видео в сети интернет, смотрится дом с коллекторной системой отопления интересно и стильно.

Коллекторная система отопления: особенности популярной схемы

Основным конструктивным отличием коллекторной системы отопления можно назвать тот факт, что инструкция предполагает установку котла на первом этаже и расширительного бачка на втором.

Что же касается скрытого монтажа, то трубопроводы в системе данного типа размещаются непосредственно под полом, потолком или же подоконниками.

Коллекторная система отопления

Нельзя не отметить, что эффективность работы коллекторной системы отопления достигается еще и за счет установки на каждый радиатор отдельного регулирующего крана. Это очень удобно, ведь в зависимости от потребностей, в каждом помещении можно создавать собственный комфортабельный климат.

Работа схем с принудительной циркуляцией

Ускорить движение теплоносителя можно с помощью циркуляционных насосов

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

Разница между однотрубным и двухтрубным подключением

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

Преимущества двухтрубки:

• 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.

Схема со встречным движением теплоносителя — тупиковая

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

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

При однотрубной схеме последние радиаторы не получают достаточно тепла

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.

Подключение радиаторов

1. Как подключить радиаторы, чтобы обеспечить их максимальную теплоотдачу?

При количестве секций до десяти можно смело использовать одностороннее боковое подключение, типичное для многоквартирных домов. Благодаря разнице в диаметре коллекторов и вертикальных каналов все секции будут прогреты равномерно.

При большем количестве секций стоит предпочесть диагональное подключение. Оно позволит нагреть до одинаковой температуры неограниченное количество секций.

Ненамного уступает ему в теплоотдаче двухстороннее нижнее подключение. В этом случае основной объем теплоносителя циркулирует через нижний коллектор, что позволяет работать даже завоздушенным батареям. Верх секций прогревается за счет их теплопроводности.

Варианты подключения радиаторов. Стрелками указано направление движения теплоносителя.

Сколько воды должно быть в «петле»?

Вполне очевидно, что для грамотной организации отопления в доме необходимо знать конкретное количество теплоносителя, который будет заполнять и приводить в действие всю систему. Прежде, чем приступать к непосредственно к расчетам количества необходимой воды, нужно определить каковы теплопотери всего дома. Для этого необходимо знать такие параметры, как:

• разность температур в окружающей среде и внутри помещения;
• значение понижающего коэффициента;
• сопротивление теплопередачи.

Далее остается лишь воспользоваться формулой следующего типа: G = S * 1 / Ро * (Тв – Тн)к. Получив значение теплопотерь можно приступать к определению количества воды. Для этого используем такую формулу – Q = G/(c*(Т1-Т2)). Для ее применения понадобиться знать удельную теплоемкость воды, а также ее температуру как в обратной трубе, так и в подающей.

Схема вертикальной двухтрубной системы

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

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.

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.

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Вариант схемы с одной трубой

На входе в батарею также монтируется запорная арматура, которая служит для регулировки температуры в комнате, а также необходимая при замене оборудования. Сверху радиатора устанавливают вентиль для спуска воздуха.

Вентиль на батареи

Чтобы повысить равномерность распределения тепла, радиаторы устанавливаются по линии байпасов. Если не использовать эту схему, то потребуется подбирать батареи разной мощности с учетом потери носителя тепла, то есть чем дальше от котла, тем больше секций.

Использование запорной арматуры необязательно, но без нее снижается маневренность всей системы отопления. При необходимости вы не сможете отключить от сети второй или первый этаж для экономии топлива.

Чтобы уйти от неравномерного распределения носителя тепла, используют схемы с двумя трубами.

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Варианты тупиковой и попутной схем

Попутный вариант позволяет легко контролировать уровень тепла, но необходимо увеличивать длину трубопровода.

Наиболее эффективной признана коллекторная схема, которая позволяет подводить к каждому радиатору отдельную трубу. Тепло поступает равномерно. Есть один минус – высокая стоимость оборудования, так как увеличивается количество расходного материала.

Схема коллекторного горизонтального отопления

Существуют еще вертикальные варианты подачи носителя тепла, которые встречаются с нижней и верхней разводкой. В первом случае сток с подачей носителя тепла проходит сквозь этажи, во втором, стояк идет вверх от котла на чердак, где идет разводка труб на элементы обогрева.

Вертикальная схема

Двухэтажные дома могут иметь самую разную площадь, начиная от нескольких десятков и заканчивая сотнями квадратных метров. Также они отличаются расположением комнат, наличием пристроек и отапливаемых веранд, положением к сторонам света. Ориентируясь на эти и многие другие факторы, следует определиться с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.

Простая схема циркуляции теплоносителя в частном доме с системой отопления с естественной циркуляцией.

Схемы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя отличаются своей простотой. Здесь теплоноситель движется по трубам самостоятельно, без помощи циркуляционного насоса – под действием тепла он поднимается вверх, попадает в трубы, распределяется по радиаторам, остывает и попадает в обратную трубу, чтобы вновь отправиться в котел. То есть, теплоноситель движется самотеком, подчиняясь законам физики.

Схема закрытой двухтрубной системы отопления двухэтажного дома с принудительной циркуляцией

• Более равномерный прогрев всего домовладения;
• Значительно большая длина горизонтальных участков (в зависимости от мощности используемого насоса, она может достигать нескольких сотен метров);
• Возможность более эффективного подключения радиаторов (например, по диагональной схеме);
• Возможность монтажа дополнительной фурнитуры и изгибов без риска снижения давления ниже минимального предела.

Таким образом, в современных двухэтажных домах лучше всего использовать отопительные системы с принудительной циркуляцией. Также возможен монтаж байпаса, который поможет выбирать между принудительной или естественной циркуляцией в целях выбора наиболее оптимального варианта. Мы делаем выбор в сторону принудительных систем, как более эффективных.

https://www.youtube.com/watch?v=olrD9qxCAhM

У принудительной циркуляции есть парочка недостатков – это необходимость в покупке циркуляционного насоса и повышенный уровень шума, связанный с его работой.

Отопление и теплоснабжение

В общих данных проекта отопления указываются расчетные температуры наружного и внутреннего воздуха, а также параметры теплоносителя для систем радиаторного отопления и систем теплых полов.

В данном проекте отопления указаны следующие параметры температур:

• расчетная температура наружного воздуха для системы отопления t=−28 градусов;
• расчетные температуры внутреннего воздуха приняты:
  • для жилых помещений — + 22 градуса;
  • для санузлов и ванных комнат — + 24 градуса.

Система отопления имеет следующие параметры теплоносителя:

• для системы радиаторного отопления — +80/+60 градусов;
• для системы теплых полов — +35/+30 градусов.

Выбор оптимальной схемы отопления

Для начала определим, какая нам нужна отопительная – с естественной или принудительной циркуляцией. Если у вас большой двухэтажный коттедж, то выбирать нужно однозначно систему с насосом. Но если вы имеете небольшую дачу в удаленной от центральных магистралей местности, вам, возможно, подойдет самотечная система, способная работать без электричества.

Теперь выберем между однотрубным и двухтрубным вариантом. Если в доме немного помещений, а требования к эстетичности интерьера высоки, лучше установить отопление по однотрубной схеме. Но если комнат много, а тепловой режим отдельных помещений, например детских, имеет для вас большое значение, выбирайте двухтрубный тип отопления.

Принимая окончательное решение важно помнить, что большинство домовладельцев предпочитают двухтрубную схему с принудительным принципом функционирования

Из чего состоит отопительная система

Перечень необходимого оборудования зависит от схемы организации отопления. Перечислим основные компоненты для всей совокупности решений.

Газовый котел. Его функция – греть теплоноситель. Часто он оснащен закрытым расширительным баком, а иногда и циркуляционным электронасосом. Выбор такой компоновки облегчает проектирование и монтаж теплосети. Подбор котла осуществляется исходя из мощности, необходимой для отопления жилплощади.

Стандартная формула “100 Вт на 1 м²” усреднена. В действительности необходимая мощность зависима от отапливаемого метража, т.к. его увеличение непропорционально увеличению площади ограждающих конструкций – главной причины теплопотерь. Если для отопления 100-150 м² потребуется 130 Вт на метр, то для 400-500 квадратов хватит 80 Вт.

Отопительные приборы. Они нужны, чтобы отдавать тепло для поддержания нужной температуры в помещении. Это могут быть чугунные, стальные, алюминиевые или комбинированные радиаторы. Их энергоэффективность зависит от материала и количества секций батареи, а выражается в теплоотдаче и инерционности.

Трубопровод. Он применяется, чтобы передавать и распределять теплоноситель между батареями. Для его развертывания в основном применяют бесшовные изделия из полипропилена или стали. Низкий коэффициент внутреннего сопротивления позволяет использовать их в теплосетях с принудительной и естественной циркуляцией.

Входящие в состав антифриза присадки могут разрушать полипропиленовый теплопровод. Если в доме не проживают постоянно, следует использовать стальные конструкции.

Фитинги. Необходимы для соединения труб

Важно, чтобы они не нарушали герметичность и не уменьшали проходимость теплопровода

Расширительный бак. Компенсирует скачки давления внутри теплосети, вызываемые способностью вещества расширяться при нагревании. Устраняет риск разрушения отдельных ее компонентов. Существуют конструкции открытого и закрытого типов. Использование вторых предпочтительно из-за их универсальности, безопасности и простоты обслуживания.

Поскольку эксплуатация открытого расширительного бака сопряжена с испарением теплоносителя, в такой компоновке нельзя использовать антифриз.

Запорная арматура. Позволяет отключать отдельные элементы теплосети от контура для проведения техобслуживания или регулировки температуры в помещении.

Предохранительная арматура. В эту категорию входят балансировочный вентиль, автоматический воздухоотводчик (кран Маевского), обратный и предохранительный клапаны. Их задачи заключаются в том, чтобы не допустить возникновение дросселирующих потоков и уберечь систему от гидроударов.

Регулирующая арматура. Предназначена для балансировки отопительной системы и управления теплоотдачей отдельных радиаторов. Это помогает установить в каждом помещении индивидуальный микроклимат, не изменяя общих показателей теплосети.

Распределительный коллектор и гидрострелка. Отвечают за разделение гидравлических контуров и распределение теплоотдачи. Улучшают проходимость сети. Уменьшают теплопотери. Поскольку они служат локальными центрами управления, на них устанавливают термометр, манометр, расходометр и др. датчики.

Специфики системы отопления с одной трубой

Выбор одно- или двухтрубного теплоснабжения не зависит от этажности дома – подойдут два этих типа, однако для строений с 2-мя и более этажами обязательна установка насоса циркуляционного.

Самым эффективным считается обогрев с жидким тепловым носителем (водой или антифризом), в то время как для небольших домов с одним этажем, к примеру, летних дач, можно рассмотреть и иные варианты.

Рабочий принцип и характерные признаки

Радиаторы отопления, согласно схеме с одной трубой, подключаются постепенно, другими словами тепловой носитель в первую очередь проникает в один прибор, ближний к котлу, от него по трубопроводу – в другой и т.д. Закольцованный контур, он собой представляет сеть, подойдет и для 2-этажного дома, так как он комфортно размещается под стенами вдоль периметра.

Наличие арматуры запорной способно сделать лучше пользование системой. К примеру, воздухоотводчика предназначается для убирания воздушных «пробок», которые часто появляются во время простоя, другими словами летом. Помимо него применяют разные модели балансировочных вентилей, кранов с круглым отверстием, специализированных регуляторов.

Понудительный способ циркуляции в однотрубной конструкции при временном отсутствии электричества можно сменить настоящим, однако для этого нужен процесс установки гидроаккумулятора и размещение горизонтальных труб с возможностью наклона до 5?.

Оценка минусов и положительных качеств

Ключевым плюсом однотрубных сетей считают более не тяжелое составление проекта и конкретно сам процесс установки. Минимум труб дает возможность не смотреть на непростую планировку помещений, а просто укладывать провод труб строго по периметрам двоих этажей. Ценится и экономия на покупке для единственной магистрали меньшего количества компонентов – труб, кранов.

Одна труба занимает значительно меньше места, чем две, благодаря этому ее можно завуалировать под покрытием пола, неприметно провести в проемах для двери, другими словами сделать процесс установки без нарушений интерьера.

К минусам как правило относят необходимость в покупке более мощного электронасоса, благодаря чему увеличивается плата за электрическую энергию. Настраивать температурный уровень в конструкции с последовательным подключением тяжелее: при уменьшении интенсивности нагрева в ближайшем радиаторе автоматично случится температурное уменьшение во всей магистрали.

Выводы

Отопление – главное условие комфорта в доме в холодный период. Правильный подбор оборудования не только повысит качество сети, но и снизит расход топлива на обогрев дома. Для двух этажных жилых домов система отопления выбирается исходя из параметров самих зданий.

Следует избегать ошибок в проектировании и монтаже оборудования, т.к. они приводят к неправильной циркуляции теплоносителя в трубопроводах и неправильному температурному режиму.

При проектировании системы также следует учитывать климатический район, т.к. для холодных регионов расход теплоносителя увеличивается для поддержания комфортной температуры в доме.

https://youtube.com/watch?v=Hz1sSNwy1Yw%3F