Оптимальная схема разводки отопления двухэтажного дома

Три совета по выбору схемы разводки

1. Когда речь идет об отоплении частного дома с подвалом, то не стоит экономить на количестве секций радиаторов, а обе трубы разместить в подвальном помещении. Дома будет тепло, и стены останутся сухими.
2. При высоте потолков выше 3,5 метров эффективно использование только верхней разводки.
3. Если в доме предполагается евроремонт, и вид радиаторов совсем не кстати – можно пойти на хитрость и сделать двухтрубную безбатарейную разводку отопления (система теплый пол).

Обо всем и не только…

Двухтрубная система отопления частного дома с принудительной циркуляцией проста для проектировки и легка в монтаже. Можно не соблюдать уклоны, переходы диаметров труб магистрали. Даже отсутствие расширительного бака не является проблемой – насос продавит систему, построенную даже “в гору”.

Исключением являются лишь места изгибов труб и резьбовые соединения типа фиттингов, потому что в них может образоваться воздушная пробка (завоздушивание). Единственный, но очень ощутимый минус двухтрубной системы с принудительной циркуляцией – энергозависимость насоса.

При нестабильном энергоснабжении существует риск остановки насоса и, как следствие, всей системы. В зимний период это опасно и может привести размораживанию системы отопления.

Естественное движение теплоносителя в системе делает ее абсолютно независимой от внешних факторов. Соответственно повышается экономичность (отсутствие потребления электричества) и безопасность. Но принцип естественной циркуляции воды требует особых условий в проектировке и реализации системы.

Схема с естественной циркуляцией теплоносителя.

Верхняя разводка применяется для помещений с высотой потолка выше 3,5 метров. Преимущественно, верхняя труба (подача) проходит под потолком, а обратка в подвальном помещении. В новых проектах каркасных загородных домов подвальное помещение отсутствует в принципе, поэтому обратка прокладывается либо под черновым полом, либо на высоте 3-5 см от уровня чистового пола или напольного покрытия. Как частный случай такой схемы – вариант с двумя уровнями батарей: внизу и симметрично вверху. Такая модель актуальна для построек с высокими потолками и окнами – большими и расположенными через небольшой промежуток.

Разберем последнюю переменную – количество колец (или веток). Разделение на несколько независимых частей более характерно для самотечной системы. В виду достаточно быстрого движения воды при принудительной циркуляции все батареи имеют практически одинаковую температуру, чего не скажешь о самотеке. Именно для этого применяют разделение – чтобы уменьшить длину подачи, то есть ускорить доставку нагретой котлом воды до всех батарей.

Также принято использовать краны и заглушки.

Краны (обычно шаровые) устанавливаются на все трубы подпитки батарей и слива с них. Таким образом, регулируя проходимость трубы подачи, достигается баланс температур на разных батареях в независимости от последовательности их установки.

На сливах краны нужны для того, чтобы не сбить циркуляцию с толку (когда обратка догоняет подачу и происходит остановка движения или реверс теплоносителя). Не смотря на кажущуюся сложность системы естественной циркуляции, она стоит того, чтобы ее проектировать и монтировать, ее надежность и долговечность проверена временем.

Система трубопроводов

Как верхнюю, так и нижнюю разводку петли Тихельмана принято выполнять трубами PPR. Если требуется скрытая прокладка труб, рекомендуется использовать систему PEX с надвижными фитингами. Если прокладка труб выполняется в плотных основаниях, следует использовать теплоизоляционную оболочку.

Система отопления Тихельмана для одноэтажного дома выполняется крайне просто. Трубопровод подачи теплоносителя пролегает от теплового узла вдоль всей радиаторной сети. Номинальный условный проход трубы сохраняется вплоть до предпоследнего радиатора в ряду, после чего выполняется переход на диаметр подключения радиаторов, обычно это 20 мм полипропилен или 16 мм PEX. Трубопровод возвратного тока прокладывается в том же порядке, но навстречу подаче, то есть первый радиатор по направлению тока горячего теплоносителя подключается заниженным диаметром.

Если система Тихельмана устраивается на нескольких этажах, требуется монтаж вертикального стояка. Магистральная труба подачи следует до самой высокой точки, откуда выполняется ответвление для запитки верхнего этажа. После этого магистраль разворачивается вниз, на этом участке осуществляется врезка подачи для всех нижних этажей. Общий трубопровод возвратного тока выполняется по аналогии с двухтрубной системой со встречным движением теплоносителя, то есть попросту выполняет роль сборной магистрали.

Диаметр труб для петли Тихельмана рассчитывается по общим методикам теплотехнического расчёта, основанных на выборе оптимального значения Kvs магистральных труб. При этом желательно, чтобы по ходу движения теплоносителя не происходило ступенчатого занижения условного прохода, иначе естественная балансировка системы будет не столь качественной. В системах с протяженностью разводящих трубопроводов до 120 м оптимальным считается условный проход магистральных труб не менее 270 мм2, а для труб подключения радиаторов — порядка 130 мм2.

А как работает правильно собранная схема?

При выполнении классической однотрубной схемы («ленинградской»), когда под радиаторами проложена магистральная труба, ситуация другая. Движущийся теплоноситель, встречая на своем пути первый тройник, распределяется на два потока в соответствии с величинами гидравлических сопротивлений прямого пути и бокового отвода тройника. Из-за большего гидросопротивления бокового отвода в радиатор затекает небольшая часть общего потока теплоносителя (обычный «коэффициент затекания» составляет 0,2-0,3). Эта малая часть остывает внутри батареи на несколько градусов, как показано на рисунке ниже, подмешиваясь на выходе к основному неостывшему потоку. Результирующая его температура оказывается выше, чем при пропускании всего объема жидкости через отопительный прибор.

Распределение теплоносителя в обвязке радиатора «ленинградской» схемы.

При движении по контуру температура жидкости все равно снижается, но в меньшей степени, до температуры уже не 35 °С, а примерно 45 °С, т.е. батареи в цепочке оказываются более выровненными по нагреву. Специалисты высказывают мнение, что однотрубная схема («Ленинградка») позволяет добиться равномерного прогрева до 10-11 радиаторов в контуре (по десять секций в каждом приборе).

Классификация СО

Отопительный комплекс «двухэтажки» является весьма непростым проектом как в плане планирования, так и в практическом воплощении. Основная причина кроется в необходимости подачи теплоносителя на высоту второго этажа, тем самым создавая определенные нагрузки. Монтаж оборудования и коммуникаций следует выполнять с особой тщательностью и ответственностью. Для практической реализации своими руками требований проекта используются различные схемы СО, классификация которых базируется по ряду отличительных признаков. В соответствии с конструктивными отличиями, системы отопления 2х-этажного частного дома условно разделяют на несколько типов, в числе которых основными являются:

СО с однотрубной и двухтрубной разводкой теплоносителя;

Разводкой принято называть схему расположения отопительных радиаторов и соединяющих трубопроводов.

Правильный выбор схемы и способа подключения батарей отопления своими руками во многом предопределяет эффективность отопительного комплекса, экономичность, эстетичность и длительный срок безаварийной работы.

• С естественной и принудительной циркуляцией теплоносителя;
• С верхней или нижней разводкой;
• По направлению движения теплоносителя – с тупиковым или попутным (магистральным) перемещением.

Для обозначения выбранной схемы разводки под систему отопления частного дома принято указывать по одному показателю из каждого приведенного выше типа СО.

К примеру, вариант схемы может быть однотрубным или двухтрубным, с естественной или принудительной циркуляцией водяного теплоносителя, с нижней или верхней разводкой, движение теплоносителя – тупиковое или попутное.

Кроме перечисленных четырех типов отопительных систем различают также СО  с вертикальным и горизонтальным расположением стояков. Для частного дома с одним пользователем тепла эти два вида разводок равнозначны и явных различий между собой не имеют.

Рассмотрим особенности каждого из указанных типов систем отопления применительно к двухэтажным частным домам.

Альтернативные варианты отопления двухэтажного дома

Геотермальное отопление

В некоторых случаях монтаж водяного отопления невозможен или нецелесообразен. В настоящее время возможно сделать другой тип теплоснабжения в 2х этажном доме с использованием альтернативных источников тепловой энергии.

Наиболее эффективным считается геотермальное отопление. При правильной организации оно практически не зависит от внешних погодных условий. Если же помимо отопления 2ж этажного частного дома нужно сделать своими руками и систему горячего водоснабжения – устанавливают солнечные коллекторы.

Солнечные коллекторы в отоплении

В зимний период их эффективность невысока. Поэтому солнечные коллекторы работают только вместе с основной отопительной системой частного двухэтажного дома. Преимуществом подобной схемы является возможность ее использования для нагрева хозяйственной воды в летний период.

Еще одним вариантом является монтаж системы пленочного электрического отопления. Принцип его работы основан на резистивном эффекте – при прохождении тока через карбоновые полосы происходит генерация ИК волн. Они в свою очередь нагревают поверхность предметов, попавших в область действия ПЛЭН. Однако для такой системы обязательным условием является хорошая теплоизоляция здания. Максимально возможная мощность схемы оставляет около 220 Вт/м². Поэтому тепловые потери в доме должны быть минимальны.

Все они характеризуются высокой стоимостью составных компонентов. Поэтому чаще всего применяются традиционные системы теплоснабжения 2-х этажного частного дома с газовыми или твердотопливными котлами.

В видеоматериале показан пример коллекторного отопления 2-х этажного дома.

Подключение радиаторов

Для секционных радиаторов возможны три способа подключения:

1. Одностороннее боковое;
2. Двухстороннее нижнее;
3. Диагональное.

Какое из них выбрать?

Ответ зависит от двух факторов:

• Количества секций батареи;
• Ее расположения относительно розлива и/или стояка.

При небольшой длине отопительного прибора (до 7-10 секций) и стоячной разводке оптимальным будет боковое подключение. Разница в диаметре между коллекторами радиатора и вертикальными каналами внутри секции обеспечит его равномерный прогрев по всей длине.

Боковое подключение.

Если количество секций больше 10 и отопительный прибор подключается к стояку или расположенному выше него розливу, наш выбор — диагональное подключение. Оно прогреет все секции, независимо от их количества.

Диагональное подключение.

При большой длине батареи и ее расположении над розливами более практичным будет двухстороннее нижнее подключение.

Вот его преимущества:

• Радиатор начнет греть сразу после запуска контура, даже без стравливания воздуха. Воздушная пробка будет вытеснена избыточным давлением в верхний коллектор и не станет мешать циркуляции через нижний. При этом секции будут прогреты по всей высоте за счет собственной теплопроводности;
• В открытом отопительном контуре периодическое обновление теплоносителя будет способствовать постепенному заиливанию батарей и падению их теплоотдачи. Однако непрерывная циркуляция воды через нижний коллектор не даст илу собираться в нем: батарея не будет нуждаться в промывке в принципе. Для промывки же розлива достаточно раз в два-три года перепустить контур на сброс.

Двухстороннее нижнее подключение.

Монтаж двухтрубной системы отопления в частном доме своими руками

Изготовление конструкции проходит в несколько этапов.

Расчет

Прежде чем приступать к монтажу необходимо построить чёткий план, для чего специалистами всегда проводится гидравлический расчёт. В ходе этого процесса достигаются следующие результаты:

• выясняется кол-во приборов нагревания;
• вычисляются размеры и количества окружных стояков;
• определяются будущие потери.

Внимание! Расчёт производится в чётком соответствии со схемой отопления. Гидравлический расчёт даёт понимание действующих сопротивлений, даёт информацию о водных расходах и температуре каждых отдельных участков

Установка

1. Сначала, в отдельном проветриваемом помещении, монтируется отопительный котёл. Его расположение должно быть удалённым от стен, и к нему должен быть открыт доступ. Сами же стенки, а также полы в комнате отделать огнеупорным материалом.

1. После этого нужно поставить насос, распределительный гидроколлектор, и измерительные приборы/счетчики у котла.
2. От котельной, прямиком через стены, проводится трубопровод к радиаторам.

Подключение

Финальный этап — это подключение радиаторов. Батареи монтируются на кронштейны, под окном. Кроме того, рекомендовано поставить термодатчики. С их помощью регулируются потоки воды, а также её температура.

Пробный пуск

Когда конструкционные элементы подсоединены, делается опрессовка. Пробный запуск котла возможен после оформления соответствующих документов, в присутствии специалистов-газовиков.

Виды

Схема для проектирования и монтажа разводки эффективного водяного отопления для обогрева помещений двухэтажного дома может быть с принудительной и естественной циркуляцией.

Схема системы отопления с естественной циркуляцией.

Принудительная циркуляция

Она имеет трубы с крупным диаметром, разводка выполняется под уклоном. Для двухэтажной постройки будет оптимальным вариантом система с принудительной циркуляцией воды.

Схема обогрева двухэтажного дома подразумевает под собой наличие непосредственно отопительного котла, расширительного бака, коллектора, трубопровода и отопительного прибора.

Естественная циркуляция

Система с естественной циркуляцией влаги не зависит от наличия электроэнергии, однако, ей присущи свои минусы. Циркуляция воды происходит под действием циркуляционного насоса.

Оптимальный вариант для двухэтажного дома — система с принудительной циркуляцией.

Вода и антифриз постоянно циркулируют. Для разогрева котла может быть использовано разное топливо: дрова, каменный уголь, природный газ, керосин. Можно сделать выбор в пользу централизованного электроснабжения или альтернативных источников энергии.

Расчет элементов системы отопления

Чтобы произвести расчет отопительной системы, нужно изготовить план отопления двухэтажного дома

При этом важно не только выбрать тип системы и продумать разводку, но и рассчитать мощность котла

Обычно рекомендуют воспользоваться принципом, что на каждый квадратный метр отапливаемой площади нужна мощность котла в 100 Вт. Этот принцип не учитывает важные параметры самой постройки и ее теплопотери.

Лучше выполнять расчет отдельно по помещениям с учетом следующих параметров:

• назначение комнаты;
• ориентация ограждающих конструкций помещения (и их количество);
• габариты и количество оконных проемов (какие стеклопакеты);
• учитывают наличие или отсутствие дверей;
• обязательно делают расчет мощности по площади.

За основу такого расчета берется описанный выше принцип, но при этом учитываются другие поправки и коэффициенты, которые влияют на комфортность помещения и позволяют компенсировать возможные тепловые потери.

Типы принудительной циркуляции носителя тепла в обогреве

Для обогрева с таким видом циркуляции выбирают несколько вариантов схем:

• с одной трубой;
• двумя;
• коллекторная.

Каждую можно смонтировать самим или пригласить специалистов.

Особенности однотрубной системы отопления с принудительной циркуляцией

В данном варианте используют две ветви. На каждом этаже монтируется запорная арматура, чтобы обогревать часть комнат при необходимости. Пройдя через трубы, носитель тепла снова поступает в одну трубу, идущую к котлу.

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.

Система с двумя трубами

Чаще всего в домиках в два этажа монтируют двухтрубную систему отопления с принудительной циркуляцией, схемы которой могут быть различны. Они делятся на несколько подтипов:

• тупиковая;
• попутная;
• коллекторная.

Самый легкий вариант – первый. Основной недостаток такой системы – практически полное отсутствие контроля режима температуры. Необходимо устанавливать радиаторы с большим контуром в отдаленности от котла.

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

Схема отопления с принудительной циркуляцией двухэтажного дома может быть любой. Рассмотрим более подробно популярный самостоятельный вариант монтажа «Ленинградки».

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.

Примерная схема разводки для двухэтажного дома

Давайте рассмотрим пример схемы водяного отопления для типичного двухэтажного строения, где будет предусмотрена ручная регулировка температуры в каждом помещении. Такая система монтируется с применением горизонтальной установки двух труб, а отопительные радиаторы будут иметь боковое подключение.

Трубы желательно использовать из металлопластика, поскольку они характеризуются высокой прочностью и долговечностью. Для монтажа металлопластиковых труб каких-либо особых навыков не требуется, а потому все работы вполне можно выполнить своими руками. Среди их преимуществ стоит отметить следующее:

• устойчивость к коррозии;
• в полимерных изделиях практически никогда не бывает засоров;
• доступная цена;
• все работы производятся с помощью резьбовых и прессовых соединений, при этом не требуется специальный паяльник.

Недостатком является лишь высокий коэффициент теплового расширения, что в случае неправильного монтажа и эксплуатации может вызвать протечки.

Конечно, никто не запрещает использовать и полипропиленовые трубы, но в случае с ними вам понадобится специальный паяльник немалая выдержка, поскольку допускать ошибок при пайке ни в коем случае нельзя.

Стальные трубы практически невостребованные для организации отопления в частных домах, поскольку материал крайне неустойчив к воздействию коррозии. В ряде случаев могут применяться трубы из оцинковки или нержавейки, а для их соединения используются резьбовые соединения, но для таких работ необходимы соответствующие навыки и оборудование. Если имеется достаточно денег, то можно купить медные трубы, которые прослужат еще и вашим внукам с правнуками.

При составлении проекта отопления двухэтажного дома следует тщательно высчитать требуемое количество разводных, угловых и соединительных элементов системы, а также разметить места установки заглушек с кранами. Аналогичным образом следует определить количество радиаторов и их секций. Одновременно не забудьте о крепежных кронштейнах для установки радиаторов, которые можно просчитать, определившись с его размерами.

На схеме должны присутствовать места установки расширительного бака, насоса и самого котла. Как уже выше говорилось, котел можно выбрать любой, но при этом нужно руководствоваться тем, какое топливо наиболее востребовано в вашей местности и, естественно, собственных возможностей. Обычно в новых домах уже давно используют газ, поскольку твердое топливо отличается низким уровнем экологичности.

Если размеры котла небольшие, то его вполне можно разместить прямо в доме, например, в кладовой или мастерской. Современные котлы можно вешать прямо на стену, что позволяет экономить немало места. В спальнях или других жилых помещениях его установка не рекомендуется, поскольку при работе он может выделять шум. Для большеразмерных котлов следует оборудовать отдельное помещение или даже целую пристройку около дома.

Основные требования

Если система проектируется с учетом СНиПа, проблем с ней не возникнет. Но этого мало. Хорошо продуманная конфигурация отличается такими качествами:

1. Энергоэффективность (экономичность). Эта характеристика особо важна в климатических зонах с низкой среднегодовой температурой и продолжительным отопительным периодом. Поддержание комфортного микроклимата в доме – одна из основных статей расходов домовладельцев.
2. Надежность и отказоустойчивость. Остановка системы посреди отопительного сезона опасна для здоровья жильцов. А регулярные перепады температуры и длительное промерзание наносят зданию непоправимый ущерб.
3. Максимальная безопасность. Следует предусмотреть все возможные негативные сценарии и минимизировать риск их возникновения.
4. Автономность и простота эксплуатации. Продуманная система отопления должна обходиться без вмешательства человека как можно дольше.
5. Полная управляемость. В грамотно реализованной системе настройке поддается все. Даже микроклимат в каждом отдельном помещении.
6. Эстетичность и бесшумность. Наличие отопительных инженерных сетей в доме должна выдавать только температура в помещениях. А работу электронасоса хорошо слышно даже днем. И если это не исправить, жильцы перестанут спать ночами.