Варианты систем отопления двухэтажного частного дома

Отопительные установки в загородных домах с двумя и более этажами обычно проектирует установщик. Однако владельцам домов с простой планировкой до 200 м² не обязательно обращаться к профессионалам — можно подумать об обогреве дома и организовать его самостоятельно. Цель данной публикации — объяснить, какая схема отопления для двухэтажного дома наиболее подходит для конкретных условий эксплуатации, котельного оборудования и радиаторов отопления. Предлагаем рассмотреть существующие варианты и выбрать лучший.

Виды отопительных систем

Практика показывает, что большинство домовладельцев предъявляют к системе отопления двухэтажного дома 3 основных требования:

1. В доме всегда должно быть тепло.
2. Минимальное потребление энергоносителей, таких как природный газ, дрова, электричество и др.
3. Красота. Желательно убрать с глаз трубы, фитинги и отопительные приборы, чтобы не испортить интерьер.

Требования перечислены в порядке важности с точки зрения пользователя. Стоимость установки будет обсуждаться при капитальном ремонте систем.

Желания понятны, но должны быть связаны с техническими возможностями. Например, в удаленных местах может быть отключение электроэнергии или нехватка сетевого газа. Поэтому стоит сначала определиться с основным и резервным топливом, выбрать котел и ТЭНы. Запишите свои пожелания на бумагу — сделайте набросок самостоятельно.

Не всегда домовладельцу удается сделать инженерные сети — спроектировать схемы, установить приборы и трубы. В этом случае вы можете обратиться к специалистам инжиниринговой компании для выполнения всех вышеперечисленных работ. Например, в центральном регионе РФ компания «ТеплоМосква» оказывает услуги по установке котлов и систем отопления.

Такой аккуратный подход позволит составить схему отопления двухэтажного дома, переделывать которую потом не придется. На выбор предлагается 5 различных систем:

• гравитация (также известная как гравитация и конвекция);
• однотрубный;
• двухтрубный;
• радиальные (также называемые коллекторными);
• Водяной контур теплого пола называется теплым полом.

Внимание. Первая схема предполагает естественную циркуляцию теплоносителя по трубам и расширительному бачку, подключенному к атмосфере. Остальные используют принцип принудительной циркуляции с помощью насоса и работают под давлением (в закрытом диафрагменном резервуаре).

Пример предварительного проекта отопления двухэтажного односемейного дома

Эти системы можно комбинировать друг с другом. Например, сделать теплые полы на первом этаже и установить радиационную схему на втором этаже. Теперь давайте подробно рассмотрим каждый из вариантов.

Схема с естественной циркуляцией

Чтобы разобраться в работе системы гравитационной подачи, необходимо проанализировать типовые схемы, применяемые в двухэтажных частных домах. Здесь осуществляется комбинированная разводка: подача и возврат теплоносителя осуществляется по двум горизонтальным линиям, соединенным однотрубными вертикальными стояками с охладителями.

Информация. Есть и другие способы организации самотечного обтекания двух ярусов, например, путем соединения стояков непосредственно от расширительного бака трубами меньшего диаметра. Система материалоемкая, похожа на пауков и громоздка в установке.

Как работает гравитационное отопление в двухэтажном доме:

1. Удельный вес воды, нагретой котлом, становится меньше. Более прохладный и тяжелый теплоноситель начинает выталкивать горячую воду вверх и занимает ее место в теплообменнике.
2. Нагретая вода проходит через вертикальный коллектор и распределяется горизонтальными линиями, наклоненными к радиаторам. Скорость потока небольшая, порядка 0,1-0,2 м / с.
3. Вода по стоякам попадает в радиаторы, где успешно отдает тепло и остывает. Под действием силы тяжести он возвращается в котел через возвратный коллектор, который получает тепло от других стояков.
4. Увеличение объема воды компенсируется расширительным баком, установленным в самой высокой точке. Утепленный бак обычно ставят на чердаке здания.

Принципиальная схема гравитационных циклов с циркуляционным насосом

Современные гравитационные циркуляционные системы оснащены насосами, ускоряющими циркуляцию и нагрев. Насосный агрегат устанавливается на байпасе параллельно питающей линии и работает при наличии электричества. Когда нет электричества, насос отключается, и теплоноситель циркулирует самотеком.

Сфера применения и недостатки самотека

Целью гравитационного цикла является подача тепла в дома без подключения к электричеству, что полезно в отдаленных районах, где часто бывают перебои в подаче электроэнергии. Гравитационная сеть из труб и батарей способна работать с любым энергонезависимым котлом или с печным (ранее паровым) отоплением.

Теперь обсудим недостатки применения гравитационного потока:

• из-за малого расхода необходимо увеличивать расход теплоносителя за счет использования труб большого диаметра, иначе охладители не будут нагреваться;
• Для «стимулирования» естественной циркуляции горизонтальные участки укладываются с уклоном 2-3 мм на 1 м кабеля;
• Большие трубы, идущие под потолком первого этажа и над цокольным этажом, портят внешний вид комнат, что видно на фотографиях;

Слишком большое углубление в потолке затрудняет скрытие труб за обшивкой.

• Автоматическое регулирование температуры воздуха затруднено — для охладителей следует покупать только полнопроходные термостатические клапаны, не препятствующие конвекционной циркуляции теплоносителя.
• система не способна работать с теплыми полами и в 3-х этажном доме;
• Увеличенный объем воды в тепловой сети означает длительное время нагрева и высокие затраты на топливо.

Внимание. Последний негативный момент особой роли не играет — энергия, затраченная на производство тепла, никуда не уходит. Вернется, когда трубы остынут.

Для выполнения требования № 1 (см. Первый раздел) в условиях ненадежного электроснабжения собственнику двухэтажного частного дома придется нести расходы на материалы — трубы увеличенного диаметра и облицовку декоративных каналов. Остальные минусы не критичны — медленный нагрев устраняется установкой циркуляционного насоса, недостаточный КПД — установкой специальных термоголовок на радиаторы и изоляцию труб.

Советы по проектированию

Если вы решили разработать самотечную систему отопления, следует учитывать следующие рекомендации:

1. Минимальный диаметр вертикального участка, выходящего из котла, составляет 50 мм (что означает внутренний размер номинального отверстия трубы).
2. Допускается уменьшение горизонтального распределения и коллектора до 40 мм, перед последними радиаторами до 32 мм.
3. На 1 метр трубы следует делать уклон в 2-3 мм в сторону радиаторов на приточной стороне и котла на обратной стороне.

Большие трубы также могут быть установлены скрыто (показано справа). Слева — типовая установка с открытыми соединениями.

• Вход теплогенератора необходимо установить ниже радиаторов на первом этаже с учетом уклона обратного патрубка. Возможно, потребуется сделать небольшую траншею в котельной для установки источника тепла.
• Для напольных радиаторов на первом этаже лучше всего подойдет простой байпас малого диаметра (15 мм).
• Постарайтесь установить верхнюю перегородку мансарды, чтобы она не заходила под потолки комнат.
• Используйте открытый расширительный бак с подключением перелива снаружи вместо канализации. Это облегчает контроль за переполнением бака. Система не будет работать с расширительным бачком.

Важная заметка. Не забудьте тщательно утеплить все элементы гравитационного контура, расположенные на чердаке двухэтажного дома, чтобы не нагреть холодную крышу.

Расчет и проектирование самотечного отопления в комплексно спроектированном коттедже стоит доверить профессионалам. И последнее: трубы диаметром от Ø50 мм и более должны быть из стальных, медных или сшитых полиэтиленовых труб. Максимальный размер металлопластика — 40 мм, в то время как диаметр полипропилена будет опасен из-за толщины стенок.

Плюсы и минусы однотрубной схемы

Однотрубная система отопления в двухэтажном особняке может нормально функционировать только при принудительной циркуляции с помощью насоса. Конструкция такова: по периметру этажа проходит один главный проводник, к которому подключаются все радиаторы отопления. Это означает, что коллектор одновременно подающий и возвратный.

Система «Ленинградка» компактна и отлично работает с небольшим количеством радиаторов.

Работа однотрубной системы, известной как система «Ленинградка», довольно сложна:

1. При правильном расчете труб на каждый радиатор поступает около 1/3 горячей воды. Остальные 2/3 объема протекает в сети.
2. Текущий через охладитель теплоноситель отводит тепло и возвращается в коллектор, снижая температуру потока на 1-2 ° C.
3. Охлажденная вода поступает в следующий охладитель, где повторяется процесс разделения потока и синтеза. Температура коллектора снова падает. Количество охладителей, подключенных к контуру, указывает, сколько раз вода охлаждалась.
4. После прохождения последнего нагревателя холодная вода возвращается в бойлер.

Важным условием правильной работы установки является то, что диаметр магистрального кабеля должен быть достаточным для питания всех радиаторов отопления. На практике используются трубы диаметром 25-32 мм (DN 20-25) с подводящими теплопроводами с внутренним диаметром Ø15 мм (DN10).

Основным ее преимуществом сторонники «Ленинградки» называют невысокую стоимость материалов и оборудования. Мы согласны с этим утверждением, но с оговоркой: если для сборки использовать дешевый полипропилен.

Однотрубную разводку проще прокладывать в строительных конструкциях.

Однотрубная система отопления в двухэтажном доме из пластика, сшитого полиэтилена или металла будет дороже двухтрубной системы из-за цены на арматуру. Наш эксперт Владимир Сухоруков представляет точные расчеты на видео ниже.

К недостаткам «Ленинградки» можно отнести следующие.

• Поскольку каждый последующий радиатор получает более холодный теплоноситель, необходимо увеличивать количество секций для обогрева удаленных помещений;
• Чтобы избежать случайного выбора количества секций, следует выполнить расчет водяного охлаждения;
• Максимальное количество эффективных радиаторов на одном ответвлении — 5-6 штук, в противном случае диаметр разводки следует увеличить до 40-50 мм.
• протянуть петлю по дому сложнее — дверные проемы являются препятствием, особенно на первом этаже;
• радиаторы взаимодействуют между собой, что затрудняет организацию автоматического регулирования.

Пример. Представьте, что на всех радиаторах есть термостаты. Если воздух в первом помещении нагреется до заданной температуры, термостат закроет подачу теплоносителя к радиатору. Тогда более теплая вода потечет к другим устройствам, вызывая активацию других радиаторных клапанов.

Небольшое преимущество однотрубной установки: одну ветку проще спрятать в стене или под полом, чем две. Тепловую сеть легко комбинировать с другими типами систем принудительной циркуляции.

Двухтрубная разводка – просто и надежно

Как работает двухтрубная система, объяснять не нужно — она ​​предельно проста. Все отопительные приборы имеют два трубопровода — подающий и обратный. Горячий хладагент проходит через первый к батареям, где охлаждается, а через второй возвращается в котел. Подключение соответственно — один блок питания, а другой подключен к обратке.

Классическое тупиковое соединение. На каждом ярусе по 1 рукаву, при необходимости это количество можно увеличить до 2-3.

В двухэтажных загородных домах используются два типа двухтрубных систем:

1. Обустройство тупика или рукава. Подводящий и обратный поток заканчивается на последнем радиаторе; в результате теплоноситель меняет направление и возвращается обратно в котел.
2. Обход (петля, петля Тихельмана). Подающая труба заканчивается у последнего радиатора, а обратная труба начинается у первого радиатора, проходит через остальные радиаторы и возвращается к источнику тепла. Направление потока воды не меняется, отсюда и название.

Внимание. Обе системы находятся под давлением насоса и в большинстве случаев работают при давлении 1-2,5 бар. Нет смысла делать их открытыми, проще и удобнее поставить рядом с котлом мембранный расширительный бачок.

В петле Тихельмана вода после выхода из радиатора не возвращается и течет в том же направлении (классический трамп)

Двухтрубные схемы практически безупречны, поэтому начнем с перечисления недостатков:

• Обширные ответвления с большим количеством радиаторов требуют глубокой балансировки, но с 5-6 радиаторами проблем нет;
• Петли Тихельмана неизбежно задевают дверные проемы, которые нужно отделывать по-другому;
• тепловая сеть из полипропилена обойдется дороже аналогичной однотрубной системы;
• все.

Недостатки двухтрубных систем действительно незначительны: они надежны, стабильны в работе, легко регулируются автоматически, одинаково хорошо работают с теплыми полами, радиаторами и другими типами радиаторов. Тупиковые коллекторы могут быть выполнены разной длины и нагрузки в зависимости от количества радиаторов, а петля Тихельмана — это модель гидравлического баланса, не требующая балансировки.

Для справки. В загородном коттедже площадью до 200 м² можно обрабатывать трубы диаметром 10-20 мм (внутри), не более.

Принцип коллекторного распределения теплоносителя

Радиальная система — это современный вариант двухтрубной распределительной системы, отвечающий всем новым и старым требованиям: эффективность, экономичность за счет автоматического управления, полностью скрытая прокладка труб и т. д. Каковы особенности системы:

1. Теплоноситель от котла подается в главный пункт разделения — распределитель.
2. Радиаторы подключаются через подающие трубы DN10-15 к коллектору отопления в двухтрубной системе и к паре соединений на подающем и обратном коллекторах. Электросети здесь нет.
3. Подающая и обратная трубы изолированы и монтируются заподлицо в любом месте — под напольным покрытием, за подвесными потолками или в стенах.
4. Количество воды, направляемой в охладитель, можно регулировать вручную с помощью расходомеров в распределителе (ротаметров). Если коллектор оборудован исполнительными механизмами, подключенными к комнатному термостату, расход регулируется автоматически.

Превосходство системы разводки для двухэтажных домов несколько омрачается дороговизной материалов. Панели с расходомерами, изоляция труб, сервоприводы — все эти элементы стоят больших денег. Второй недостаток — такую ​​систему сложно установить в жилом помещении без ремонта. Вам потребуется разобрать полы или снять обшивку потолка, чтобы скрыть пучок труб.

Контуры напольного обогрева

Как и коллекторная система, теплые полы устанавливаются в рамках строительства или ремонта двухэтажного дома. Есть 2 способа установить теплый пол:

• Укладка мотков труб в цементно-песчаную стяжку;
• Укладка труб отопительных контуров в металлические теплораспределительные плиты без заливки стяжки.

Для справки. Бетонирование труб обычно выполняется на первых этажах жилых домов. Второй способ используется для устройства внутренних деревянных потолков.

Концы труб Ø16 x 2 мм, уложенные змеевиками или улитками, подключаются к коллектору, как описано выше и подробно описано в отдельной публикации. Коллектор со смесительным узлом или термоголовкой RTL обеспечивает снабжение контуров теплоносителем с температурой не выше 50 ° C.

Преимущества теплых полов очевидны — реальная экономия энергоресурсов 15-20% за счет нагрева поверхности до температуры 20-25 ° C и комфорт для домочадца. Теперь о негативных моментах:

1. Устройство теплого пола в двухэтажной квартире — проект недешевый. С точки зрения затрат на материалы и установку, это самый дорогой вариант отопления помещений.
2. Отопительные контуры, особенно цементные стяжки, очень нейтральны с точки зрения регулирования. Представьте себе холодный монолит, который запускается в течение 24 часов. Чтобы предотвратить перегрев помещения, одна треть необходимой тепловой мощности должна обеспечиваться батареями, которые быстро реагируют на изменения температуры воздуха.
3. В случае неисправности или утечки воды в контуре бетонную стяжку необходимо переломить.

Способ устройства теплого пола без стяжки

Несмотря на эти проблемы, домовладельцы все чаще используют теплые полы — отопление слишком комфортно, а экономия топлива значительна. В отличие от других систем отопления, отопительные контуры нисколько не портят интерьер помещений.

Выбираем подходящую схему

Ознакомившись с системами отопления, применяемыми в двухэтажных домах, необходимо вернуться к эскизному проекту, в котором мы выбрали типы радиаторов и котла, определились с расположением этих устройств и обменялись пожеланиями. Затем выберите схему согласно рекомендациям:

1. При частом отключении электроэнергии выбор невелик — необходима самотечная система. Если дом отапливается кирпичной печью, стоит использовать ее как источник тепла, а не покупать бойлер.
2. Если вы все еще не уверены, чего хотите, вы можете построить двухтрубную систему с замкнутым контуром. Он легко адаптируется к различным условиям и оборудованию. Затем нужно установить твердотопливный, газовый или электрический котел — разницы нет, отопление будет работать.
3. Если у вас высокие требования к дизайну интерьера, выберите коллекторную систему. Если вы не хотите ошибиться в размере труб, подведите их к гребенке диаметром 32 мм и сделайте присоединение Ø16 x 2 мм (внешнее) к радиатору.

Совместное подключение радиаторной сети и контуров теплого пола под управлением комнатных терморегуляторов

• Полы с подогревом можно установить, если у вас есть на это средства и желание. Они не должны быть подключены к какой-либо системе, кроме силы тяжести.

Кончик. Полы с подогревом без радиаторной системы подходят далеко не всем. Для обогрева помещения с теплым полом его поверхность следует довести до температуры 30 ° С и выше. Длительное пребывание в таком помещении у многих вызывает чувство одышки и дискомфорта.

На небольшом 2-х этажном дачном участке следует установить однотрубную систему из труб ППС. С 3 или 4 радиаторами на каждую ветку это подойдет. Не рекомендуем использовать «Ленинградку» в большом коттедже. Подробнее о выборе способа распространения смотрите в видео эксперта:

О совместимости с различными котлами

Выбирая схему отопления для двухэтажного дома, учитывайте тип источника тепла. Например, в случае настенного газового котла могут работать все системы, кроме гравитационного. В случае отключения электроэнергии теплогенератор просто остановится. Оптимальный вариант для самонагрева — это энергонезависимый, отдельно стоящий прибор или кирпичная печь с водяным контуром (бак — бойлер, а не змеевик!).

Прямая стыковка гравитационного канала с твердотопливным котлом крайне нежелательна, хотя домовладельцы все равно это делают.

Из-за малого расхода и медленного отвода тепла нагревательный прибор перегреется и закипит, рано или поздно произойдет авария. Для сброса лишней энергии нужна буферная ёмкость, которую нужно подключать по принципу силы тяжести — с большими диаметрами и уклонами. Конструкция получится громоздкой и некрасивой.

Закрытые системы двухэтажных домов работают с любыми котлами, в том числе двухконтурными. Единственная рекомендация: при подключении к твердотопливным агрегатам лучше использовать теплоаккумулятор, который предотвратит закипание теплоносителя и предотвратит аварии.