Система отопления двухэтажного дома. ищем оптимальный вариант

Принцип действия

Двухтрубная разводка трубопроводов, в отличие от однотрубной, предполагает монтаж 2 магистралей: подвода и отведения теплоносителя. Это конструктивное решение приводит к двукратному увеличению протяженности трубопроводов, но получаемые в результате преимущества компенсируют этот недостаток.

Направление течения

По направлению движения теплоносителя контур может быть:

• прямоточным – прямой и обратный потоки движутся в одном направлении;
• тупиковым – разнонаправленные подающий и возвращающий потоки.

Циркуляция

Естественная циркуляция обеспечивается движением теплоносителя вниз под своим весом, а принудительная осуществляется с помощью циркуляционного насоса. Схема с принудительной циркуляцией позволяет применить трубы меньшего диаметра, чем в варианте с использованием естественного движения теплоносителя.

Порядок обустройства двухтрубного отопления в двухэтажном коттедже

Отопительный контур такого типа подразумевает наличие следующих элементов:

• нагревательного котла;
• автовоздушного узла;
• радиаторов в необходимом количестве;
• клапанов – балансировочного, термостатического, предохранительного;
• насоса циркуляционного;
• расширительного бака;
• вентилей;
• подающего и обратного коллекторов (при коллекторной схеме);
• подающих и отводящих труб;
• измерительного оборудования – например, термоманометра.

Алгоритм установки:

Выбрать наиболее подходящую схему.
Заказать в проектном бюро чертежи схемы и расчёт количества необходимых материалов.
Установить в подходящем помещении, с хорошей вентиляцией и огнеупорным покрытием поверхностей, отопительный котёл

Если котёл электрический, эти предосторожности не нужны.
Поставить расширительный бак, соединяемый, при необходимости, с распределительным коллектором.
Оснастить систему приборами измерения и регулирования.
Подключить ко всем радиаторам трубы – подводящие и отводящие. Подключить к обратному контуру циркуляционный насос (аппарат лучше работает при невысоких температурах).
Визуально оценить качество работ и провести испытания.

Если расчёты были верно проведены и сборка осуществлялась с должной аккуратностью, отопительная система прослужит долго, без перебоев в работе. 

Одноконтурная схема — устройство и принцип действия

Как работает отопление с одним контуром трубной разводки:

1. Теплогенератор нагревает рабочую жидкость, и направляет ее в трубопровод системы отопления;
2. По трубам теплоноситель подается в батареи, регистры или радиаторы;
3. Рабочая жидкость протекает по радиаторам последовательно из первого во второй, из второго в третий, и т.д., пока из последнего радиатора снова не попадет в котел;
4. После подогрева остывшей жидкости в котле теплоноситель снова направляется в систему отопления.

Устроенная по такой схеме однотрубная система отопления практически вечная, если переток воды по трубам организован по принципу гравитации – без насоса. В системе с естественной циркуляцией теплоносителя для работы системы необходимо только соблюдать некоторый уклон труб, и отопление будет работать в абсолютно автономном режиме. Если собирается принудительная магистральная система отопления частного дома своими руками, то в нее включается циркуляционный насос.

Разница между этими двумя вариантами огромная: в первом случае поток рабочей жидкости будет медленным, нужно тщательно соблюдать все уклоны и повороты, необходимо размещать расширительный резервуар только в самой высокой точке системы, но такая схема работает самостоятельно и не требует электричества, контроля и регулировок. При работе насоса работа отопления упрощается: схема разводки может быть любой, так как насос протолкнет воду по любым лабиринтам, а расширительный бак можно врезать в трубу и закрытого типа, что позволяет устанавливать его в любой точке системы.

Самостоятельный монтаж однотрубной системы отопления с естественной циркуляцией часто реализуется по схеме с верхней трубной разводкой. Упрощенно такая схема подключения однотрубной системы отопления частного дома выглядит, как последовательное включение оборудования, начиная от котла и заканчивая крайним в разводке радиатором, причем все приборы должны располагаться один ниже другого, чтобы вода имела физическую возможность создавать направленный поток. Преимущество в таком плане однотрубного отопления – отсутствие зависимости от электричества, бесшумность и, как следствие, надежность.

Принудительная однотрубная разводка требует включения насоса в трубу обратной подачи рабочей жидкости – между последним радиатором и котлом. Так как жидкость движется принудительно, никаких уклонов соблюдать не нужно, а за стравливанием воздуха и другими параметрами системы может следить автоматика, которую при подведенном электричестве организовать несложно.

Принудительная закрытая или открытая однотрубная система отопления эффективнее работает с нижней трубной разводкой, когда подающая труба проходит по периметру всех обогревательных приборов по полу. Достоинства такой схемы – возможность скрытой разводки и отсутствие вертикальных трубных стояков.

Виды коллекторных узлов

Прежде чем рассматривать типы гребенок, укажем способы их применения в системах водяного отопления частных домов и квартир:

• распределение и регулирование температуры воды в контурах теплых полов, сокращенно – ТП;
• раздача теплоносителя радиаторам по лучевой (коллекторной) схеме;
• общее распределение тепла в жилом здании большой площади со сложной системой теплоснабжения.

В загородных коттеджах с разветвленным отоплением коллекторная группа включает так называемую гидрострелку (иначе – термогидравлический разделитель). По сути, это вертикальный коллектор на 6 выводов: 2 – от котла, два – на гребенку, один верхний для удаления воздуха, из нижнего сбрасывается вода.

Теперь о видах распределяющих гребенок:

1. Для ограничения температуры воды, регулирования расхода и балансировки контуров теплого пола используются специальные коллекторные блоки, сделанные из латуни, нержавейки или пластика. Размер присоединительного отверстия основной теплотрассы (на торце трубы) – ¾ либо 1 дюйм (DN 20–25), ответвлений – ½ или ¾ соответственно (DN 15–20).
2. В радиаторных лучевых схемах применяются те же гребенки систем напольного обогрева, но с урезанным функционалом. Разницу мы объясним ниже.
3. Для общедомового распределения теплоносителя используются стальные коллекторы больших размеров, диаметр соединения – свыше 1” (DN 25).

Заводские коллекторные группы недешевы. Ради экономии домовладельцы часто пользуются гребенками, спаянными своими руками из полипропилена, или берут дешевые распределители для систем водоснабжения. Дальше мы укажем проблемы, связанные с установкой самодельных и водопроводных коллекторов.

Особенности отопления двухэтажного дома

Самая большая особенность отопительной системы в двухэтажном доме — это подъем теплоносителя на определенную высоту. Но во всем остальном это обычная схема, в которой присутствуют отопительный котел, радиаторы, трубная система, запорная арматура, расширительный бачок и приборы контроля и управления. Если правильно подобрать все составляющие системы, то отопление будет работать, как швейцарские часы

И неважно, на каком топливе функционирует оборудование — все зависит от правильной комплектации

Основные схемы отопления

По конструктивным особенностям систему отопления двухэтажного дома можно разделить на несколько видов:

• Одно- и двухтрубная.
• С верхней или нижней разводкой.
• С горизонтальным или вертикальным расположением стояков.
• С естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.
• С магистральным или тупиковым движением теплоносителя.

Подключение системы к котлу

Как видите, вариантов немало, но есть среди них один, который объединяет все виды и является оптимальным. Эта схема с принудительной циркуляцией

При этом неважно, какую форму вы выберите для собственного дома. Установив в систему циркуляционный насос, вы решаете сразу все проблемы. Поэтому многие загородные застройщики стараются обойтись малыми силами и выбирают малозатратный вариант разводки труб, тем самым экономя на приобретении труб и запорной арматуры, а также на монтажных работах

Поэтому многие загородные застройщики стараются обойтись малыми силами и выбирают малозатратный вариант разводки труб, тем самым экономя на приобретении труб и запорной арматуры, а также на монтажных работах.

Почему принудительная циркуляция позволяет избежать любых проблем? Дело в том, что циркуляционный насос создает внутри трубной системы небольшое давление, которое помогает распределить теплоноситель равномерно. Горячая вода движется со скоростью выше той, что действует при естественной циркуляции, но при этом эта скорость позволяет эффективно нагреваться воде в отопительном котле. При такой системе появляется возможность достичь эффективного разноса теплоносителя по всем радиаторам.

Выбираем схему отопления

Из разных схем разводки труб однотрубная система в двухэтажных домах используется редко. Причина — неудобство регулирование теплоотдачи отдельного прибора отопления. Да и при проведении ремонта приходится отключать всю систему полностью и сливать теплоноситель, что приводит к быстрому остыванию дома. Вот почему специалисты отдают предпочтение двухтрубной схеме.

Последняя во всех отношениях является универсальной и практичной. Ведь конструкция трубной схемы подразумевает подсоединение каждого радиатора к двум отдельным магистралям — к подаче и обратке. А если установить регулировочный кран или вентиль, то можно каждый прибор регулировать на предмет повышения или понижения температуры. Это в последнее время становится немаловажным фактором, влияющим на экономию расхода энергоносителя. К примеру, ночью нет необходимости отапливать некоторые комнаты. Можно в них на радиаторах уменьшить зазор подачи теплоносителя, и потребление тепла сразу снизится, что уменьшит подачу топлива на горелку отопительного котла.

Подсоединение труб к котлу

Но из всех представленных схем разводки труб коллекторная считается оптимальной. Почему? Есть несколько позиций, которые говорят об эффективности этой схемы:

Во-первых, от обогревательного котла, который может быть расположен на первом этаже или в подвале, отходит один вертикальный стояк. Венец стояка — это сам коллектор и расширительный бак. Если говорить о коллекторе, то это трубный узел, который распределяет теплоноситель по отопительным батареям. При этом в каждый прибор поступает горячая вода с одинаковой температурой.
Во-вторых, в коллекторе установлены регулировочные клапаны. Не на радиаторах, а на отводных трубах коллектора. Так что узел является не только распределительным, но и регулировочным. Нет необходимости бегать по комнатам и регулировать подачу теплоносителя у каждого радиатора — все скомпоновано в одном месте, что очень удобно.
В-третьих, с коллекторной системой есть возможность провести скрытую разводку трубопроводов. Сам коллекторный узел и расширительный бачок можно расположить в чердачном помещении и оттуда спустить контуры, пряча их в стены. Это позволяет улучшить дизайн интерьера, что и привлекает потребителей

Но обратите внимание на то, чтобы чердак был отапливаемым. Если это условие не выполняется, то придется провести ряд мер по теплоизоляции оборудования.

Схемы монтажа системы отопления в частном доме

На практике применяются два вида систем – схем (или видов разводки труб), а именно:

• однотрубная;
• двухтрубная.

Каждая из них имеет свои преимущества, недостатки и используется в разных случаях.

Однотрубная система

Этот тип разводки более дешевый и простой. Система строится в виде кольца – все батареи соединяются последовательно друг с другом, и горячая вода движется от одного радиатора к другому, затем попадает снова в котел.

Как видно на рисунке, все батареи соединены последовательно, а теплоноситель проходит каждую из них.

Эта схема отопления весьма экономична в своем исполнении, ее просто монтировать и проектировать. Но в ней присутствует один существенный недостаток. Он настолько весомый, что многие отказываются от такой разводки и предпочитают более дорогую и сложную – двухтрубную. Проблема в том, что по мере продвижения теплоносителя он будет постепенно остывать. До последней батареи вода будет поступать чуть теплой. Если же увеличить мощность котла, то первый радиатор будет слишком сильно нагревать воздух. Такая неравномерность распределения тепла и заставляет отказываться от простой и дешевой однотрубной системы.

Можно попробовать выйти из сложной ситуации, увеличив количество секций последнего радиатора, но и это не всегда эффективно. Отсюда напрашивается вывод, что однотрубную разводку можно использовать в том случае, когда количество соединенных последовательно батарей составляет не более трех.

Некоторые выходят из ситуации следующим образом: подключают к котлу насос, тем самым заставляя воду двигаться в принудительном порядке. Жидкость не успевает остывать и проходит через все радиаторы, почти не теряя температуры. Но и в этом случае вас ждут некоторые неудобства:

• насос стоит денег, а значит, растут затраты на установку системы;
• увеличивается потребление электроэнергии, так как насос работает от электричества;
• если отключат электричество, то не будет давления в системе, а значит, не будет и тепла.

Вывод. Однотрубная система эффективна лишь для маленьких домиков с 1-2 комнатами, где используется небольшое количество радиаторов. Несмотря на свою простоту и надежность, она не оправдывает себя в загородных домах, где нужно устанавливать более трех радиаторов на всю жилую площадь.

Двухтрубная система

Горячая вода подается по одному трубопроводу, а остывшая – по другому. Таким образом обеспечивается равномерное распределение тепла по всем батареям.

Такая разводка отопления в частном доме будет намного эффективнее и лучше однотрубной. Хотя она и дороже в исполнении, и сложнее в монтаже, но позволяет равномерно распределять тепло по всем батареям, что поможет создать комфортные условия. В отличие от однотрубной, в этой разводке труба с горячей водой подводится под каждый радиатор, а остывшая жидкость спускается по обратной линии в котел. Так как теплоноситель подается сразу на все батареи, то и последние нагреваются одинаково.

Эта система не намного сложнее первой, придется покупать большее количество материалов, так как подводить трубы придется к каждому радиатору.

Двухтрубная система может работать по двум схемам:

• коллекторной;
• лучевой.

Лучевой вариант разводки более старый. В этом варианте подающая труба устанавливается в верхней точке дома, после чего делается разводка труб на каждую батарею. Благодаря такой конструкции схема и получила название – лучевая.

Первая схема работает следующим образом: на чердаке необходимо установить коллектор (специальное устройство, состоящее из множества труб), который распределяет теплоноситель по трубам отопления. В этом же месте нужно установить запорную арматуру, которая будет отсекать контуры. Такая конструкция достаточно удобная, она облегчает ремонт всей линии и даже отдельного радиатора. Схема хотя и надежна, но у нее есть один существенный недостаток – сложный монтаж с большим количеством материалов (запорные арматуры, трубы, датчики, устройства контроля). Коллекторная схема разводки труб отопления схожа с лучевой, но более сложная и эффективная.

В отличие от однотрубной системы, двухтрубная не нуждается в дополнительной принудительной циркуляции теплоносителя. Она и без насоса показывает высокую эффективность.

Схема однотрубной разводки

В системе отопления подобного вида нагретая жидкость последовательно распространяется на все имеющиеся радиаторы, при этом отдавая оборудованию часть тепловой энергии. Подобную схему оптимально использовать в той ситуации, когда для устройства обогревательной конструкции выделяется небольшая сумма денег. Такая схема очень экономичная, так как для её обустройства понадобится минимальное количество труб и сопутствующих с ними расходных материалов.

Нельзя не сказать и о массе недостатков, которые характерны для однотрубной отопительной системы с верхней разводкой, среди них отсутствие возможности раздельного регулирования уровня тепла для каждого из радиаторов и снижение температуры теплового носителя по мере его отдаления от отопительного оборудования.

«Ленинградская» схема разводки отопления используется с целью решения проблемы раздельной регулировки уровня отдачи тепла для каждого радиатора. В однотрубной системе жидкость проходит через все установленные батареи последовательно. Установка «байпаса» (обходной трубы) и запорных кранов на каждый радиатор дает возможность обеспечить циркуляцию теплового носителя при отсекании какого-либо из приборов отопления.

Одно- и двухтрубные схемы отопления

Важный момент при организации водяного отопления — схема разводки труб. Различают однотрубную и двухтрубную схемы. При использовании однотрубной системы отопления двухэтажного дома радиаторы подключаются последовательно друг за другом. В результате теплоноситель циркулирует по замкнутому контуру.

При использовании однотрубной схемы отопления двухэтажного дома радиаторы подключают последовательно. Чтобы дом прогревался равномерно, понадобится установить терморегулирующие устройства

Следует отметить, что при использовании одноконтурной схемы радиаторы, расположенные в начале цепочки, нагреваются сильнее, а последние — слабее. Чтобы сгладить эту разницу, используют радиаторы различного размера для разных помещений.

Еще один способ сделать обогрев помещений равномерным состоит в том, чтобы снабдить систему специальной терморегулирующей аппаратурой. Кроме того, рекомендуется установить на каждый радиатор шаровые краны, которые позволят регулировать поток теплоносителя.

При монтаже двухтрубной системы отопления к каждому радиатору подводят отдельный контур с теплоносителем, что позволяет отводить использованный для обогрева теплоноситель по отдельной магистрали. В результате прогрев помещений осуществляется более равномерно.

Это более трудоемкий и дорогостоящий метод организации отопления жидкостным теплоносителем, однако он позволяет при необходимости полностью изолировать отдельный радиатор для ремонта или замены. При этом остальные части системы остаются в рабочем состоянии. При однотрубной схеме такой вариант технически невозможен.

Двухтрубная схема отопления двухэтажного дома предусматривает создание отдельного контура с теплоносителем для каждого радиатора. Количество труб, необходимых для монтажа, в два раза больше, чем при однотрубной системе

Несмотря на очевидные преимущества двухтрубной системы, у последовательного подключения радиаторов есть свои сторонники. Они утверждают, что при правильном расчете такой подход вполне эффективен и позволяет сэкономить значительную сумму.

Наглядно особенности этих схем отопления представлены в видеоматериале:

Куда ставить

Устанавливать циркуляционный насос рекомендуют после котла, до первого ответвления, а вот на подающем или обратном трубопроводе — все равно. Современные агрегаты делают из материалов, которые нормально переносят температуры до 100-115°C. Мало найдется систем отопления, которые работают с более горячим теплоносителем, потому соображения более «комфортной» температуры несостоятельны, но если вам так спокойнее, ставьте в обратке.

Можно ставить в обратном или прямом трубопроводе после/перед котлом до первого ответвления

Нет разницы и по гидравлике — котлу, да и остальной системе, абсолютно все равно, в подающей или обратной ветке стоит насос. Что имеет значение — это правильность установки, в смысле обвязки, и правильная ориентация ротора в пространстве

Остальное неважно

По месту установки есть один важный момент. Если в системе отопления две отдельные ветки — на правое и левое крыло дома или на первый и второй этаж — имеет смысл на каждой поставить отдельный агрегат, а не один общий — непосредственно после котла. Причем на этих ветках сохраняется то же правило: сразу после котла, до первого разветвления в этом отопительном контуре. Это даст возможность задавать требуемый тепловой режим в каждой из частей дома независимо от другого а также в двухэтажных домах экономить на отоплении. Как? За счет того, что на втором этаже обычно значительно теплее, чем на первом и там требуется намного меньше тепла. При наличии двух насосов в ветке, которая идет наверх, скорость движения теплоносителя задается намного меньше, а это позволяет сжигать меньше топлива, причем без ущерба для комфортности проживания.

Есть два типа систем отопления — с принудительной и естественной циркуляцией. Системы с принудительной циркуляцией работать без насоса не могут, с естественной — работают, но в таком режиме имеют более низкую теплоотдачу. Тем не менее, меньшее количество тепла, это все-таки намного лучше, чем его полное отсутствие, потому в местностях, где электричество отключают часто, проектируют систему как гидравлическую (с естественной циркуляцией), а затем в нее врезают насос. Это дает высокую эффективность и надежность отопления. Понятное дело, что установка циркуляционного насоса в этих системах имеет отличия.

Все системы отопления с теплым полом принудительные — без насоса через такие большие контура теплоноситель не пройдет

Принудительная циркуляция

Так как система отопления с принудительной циркуляцией без насоса неработоспособна, его устанавливают прямо в разрыв подающей или обратной трубы (по вашему выбору).

Большинство проблем с циркуляционным насосом возникают из-за наличия в теплоносителе механических примесей (песка, других абразивных частиц). Они способны заклинить крыльчатку и остановить мотор. Потому перед агрегатом обязательно ставят сетчатый фильтр-грязевик.

Установка циркуляционного насоса в систему с принудительной циркуляцией

Также желательно с двух сторон установка шаровых кранов. Они дадут возможность заменить или отремонтировать устройство без слива теплоносителя из системы. Перекрываете краны, снимаете агрегат. Сливается только та часть воды, которая была непосредственно в этом куске системы.

Естественная циркуляция

Обвязка циркуляционного насоса в гравитационных системах имеет одно существенное отличие — необходим байпас. Это перемычка, которая делает систему работоспособной при неработающем насосе. На байпасе ставят один шаровый отсечной кран, который закрыт, все время, пока работает перекачка. В таком режиме система работает как принудительная.

Схема установки циркуляционного насоса в системе с естественной циркуляцией

Когда пропадает электричество или агрегат выходит из строя, кран на перемычке открывают, кран, ведущий на насос, перекрывают, система работает как гравитационная.

Особенности монтажа

Есть один важный момент, без которого установка циркуляционного насоса будет требовать переделки: требуется разворачивать ротор так, чтобы он был направлен горизонтально. Второй момент — направление потока. На корпусе есть стрелка, указывающая в какую сторону должен течь теплоноситель. Вот так и разворачивайте агрегат, чтобы направление движения теплоносителя было «по стрелке».

Сам насос может быть установлен как горизонтально, так и вертикально, только при подборе модели смотрите, чтобы он мог работать в обоих положениях. И еще один момент: при вертикальном расположении мощность (создаваемый напор) падает примерно на 30%. Это надо учитывать при выборе модели.